WO2004085167A1 - 情報記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

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WO2004085167A1
WO2004085167A1 PCT/JP2004/003331 JP2004003331W WO2004085167A1 WO 2004085167 A1 WO2004085167 A1 WO 2004085167A1 JP 2004003331 W JP2004003331 W JP 2004003331W WO 2004085167 A1 WO2004085167 A1 WO 2004085167A1
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Taeko Suenaga
Rie Kojima
Takashi Nishihara
Noboru Yamada
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an information recording medium for optically or electrically recording, erasing, rewriting, and reproducing information, and a method for manufacturing the same.
  • phase-change optical information recording medium that optically records, erases, rewrites, and reproduces information using a laser beam.
  • a phenomenon in which a recording layer reversibly changes phase between a crystalline phase and an amorphous phase is used.
  • the recording layer is irradiated with a high-power (recording power) laser beam to heat the recording layer to a temperature higher than the melting point, and the irradiated part is melted and rapidly cooled.
  • the information is recorded by forming an amorphous phase.
  • the recording layer is irradiated by irradiating a laser beam with lower power (erasing power) than during recording, and heating the recording layer to a temperature sufficiently higher than the crystallization temperature of the recording layer and lower than the melting point. After the temperature of the recording layer is raised and then cooled, a crystal phase is formed in the irradiated area to erase the previous information. Therefore, in a phase-change optical information recording medium, the already recorded information is erased by irradiating the recording layer with a laser beam whose phase is modulated between a high power level and a low power level. It is possible to record or rewrite new information while doing so.
  • the recording medium When reproducing information from a phase-change optical information recording medium, the recording medium is irradiated with a laser beam having a lower power (reproducing power) than an erasing power, and an amorphous portion and a crystalline portion are irradiated.
  • the information is read based on the difference in the reflectance from the data. Therefore, in order to increase the amplitude of the reproduced signal, it is necessary that the change in the reflectance between the crystalline phase and the amorphous phase is large.
  • the inventor has proposed a method for adding Sn to Ge—Sb—Te (Rie KOJIMA and Noboru YAMADA, "Acceleration of Crystallization Speed by Sn Addition to Ge-Sb-Te Phase-Change"). Recording Material,
  • a blue-violet laser having a shorter wavelength than a conventional red laser may be used, or a substrate on which a laser beam is incident may be made thinner to reduce the numerical aperture (NA).
  • NA numerical aperture
  • the inventors have proposed a method of adding 311 to the 6-315-c6 recording layer (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-322357).
  • high-density, high-transfer-rate information recording media compatible with high-definition recording that is, information recording media using the aforementioned blue-violet laser
  • the crystallization speed is improved, and a higher density and a higher transfer rate can be achieved.However, as the crystallization temperature decreases, the reproduction signal quality may be degraded by the reproduction light. confirmed.
  • the crystallization of the amorphous phase which is the recorded information, proceeds by the reproduction light, and the amplitude of the reproduction signal decreases, and the quality of the reproduction signal deteriorates.
  • the reproduction power In order to suppress the progress of crystallization due to the reproduction light in the recording layer, the reproduction power should be as low as possible. However, when the reproduction power is reduced, the laser noise increases [I and the reproduction signal amplitude decrease. However, a sufficient signal amplitude cannot be obtained during reproduction. In particular, for an information recording medium using a blue-violet laser, the reflectance in the amorphous portion is designed to be close to 0%, and as a result, the absorptance of the recording layer in the amorphous portion is 9%.
  • the absorptance in the amorphous portion is large, the reproduction light is more absorbed, and the temperature of the amorphous portion is likely to rise. For this reason, the crystallization of the amorphous portion proceeds by the irradiation of the reproduction light, and the amplitude of the reproduction signal is reduced. Therefore, it is conceivable to reduce the absorption of the amorphous portion.
  • An object of the present invention is to provide an information recording medium capable of suppressing deterioration of a recording signal due to reproduction light and stably reproducing information even in an information recording medium having a high density and a high transfer rate.
  • an information recording medium of the present invention is an information recording medium in which a recording layer undergoes a reversible phase change between a crystalline phase and an amorphous phase by optical or electrical means.
  • the recording layer has at least Ge, Te and Ml (where Ml is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb and At least one element selected from Lu (the same applies hereinafter)) and M2 (however, M2 contains at least one element selected from Sb and Bi (the same applies hereinafter)) and M3 (where M3 is at least one element selected from Te and Bi (the same applies hereinafter)).
  • This information recording medium has a high melting point and a high crystallization temperature of the recording layer, good thermal stability, and can suppress deterioration of reproduction light.
  • an information recording medium having at least two recording layers, when at least one recording layer causes a reversible phase change between a crystalline phase and an amorphous phase by optical or electrical means. If a recording layer similar to that described above is provided, a similar effect is obtained.
  • Said information recording medium includes a recording layer is at least a GeTe, and M2 2 Te 3, M 1 M 3 (where, M 1 M 3 of the compound containing at approximately equal proportions the M 1 and M 3) and,
  • GeTe -M1M3-M2 2 T e 3 may be one represented by.
  • the high melting point stoichiometric compound M1M3 allows the recording layer to have a high melting point and high crystallization temperature, high crystallization speed, good thermal stability, and suppresses deterioration of reproduction light. Thus, an information recording medium is obtained.
  • part of GeTe is M1M3 ( ⁇ ,
  • M3 is substituted with at least one element) selected from T e and B i, (GeT e- M1M3) - M2 2 T e 3 may be one represented by.
  • M 1 substituted for Ge of the M 1 -M 2 -T e ternary composition raises the crystallization temperature of the recording layer, has good thermal stability, An information recording medium with reduced deterioration can be obtained. Since GeTe and M 1 M 3 have the same crystal structure of Na C 1 type, the crystallization process of the recording layer does not change even if Ge and M 1 are replaced.
  • the recording layer further comprises M 2, GeTe-MlM3- M 2 2 T e 3 may be one represented by -M2.
  • M2 is Bi
  • the crystallization ability of the recording layer is improved, the spot diameter of the laser beam is reduced, and even when the laser irradiation time is short, an information recording medium that forms a stable recording mark can be realized. can get.
  • M2 is the case of Sb
  • Ge Te- M1M3- M2 2 Te excess S b Neo fee represented by 3 are added
  • the excess S b is the crystallization speed by amount Adjustment can be performed to improve the crystallization temperature to increase the thermal stability of the recording mark, and to suppress the movement of a substance during repeated recording.
  • the recording layer is represented by a composition formula G ea Ml b M2 c M3 b Te 10 0 — a — 2 b — c, and 5 ⁇ a ⁇ 50, 0 ⁇ b ⁇ 26, 0 ⁇ c ⁇ 52 S b ⁇ a and, 42 ⁇ a + 2b + c ⁇ 77 ( and ⁇ , a, b, c are atomic 0/0) may meet.
  • G ea Ml b M2 c M3 b Te 10 0 — a — 2 b — c
  • 5 ⁇ a ⁇ 50, 0 ⁇ b ⁇ 26, 0 ⁇ c ⁇ 52 S b ⁇ a and, 42 ⁇ a + 2b + c ⁇ 77 ( and ⁇ , a, b, c are atomic 0/0) may meet.
  • the recording layer is represented by [(Ge Te) x (M1M3) 1 — X ] A M 2 2 + B Te 3 , and 2 ⁇ A ⁇ 60, 0 ⁇ B ⁇ 5 And 0.5 ⁇ X x 1 may be satisfied.
  • M 1 substituted for Ge of the Ge—M 2 —Te ternary composition raises the crystallization temperature of the recording layer without greatly decreasing the crystallization rate of the recording layer.
  • An information recording medium having good thermal stability and suppressing deterioration of reproduction light can be obtained.
  • the information recording medium may include at least a reflective layer, a second dielectric layer, a recording layer, and a first dielectric layer on a substrate in this order. According to this configuration, an information recording medium having good reproduction signal quality can be obtained. For example, it can be used for a blue-violet laser or a high NA optical system.
  • the information recording medium may include at least a first dielectric layer, a recording layer, a second dielectric layer, and a reflective layer on a substrate in this order. According to this configuration, an information recording medium having good reproduction signal quality can be obtained. For example, it can be used for DVD-RAM of red laser.
  • the information recording medium may include an interface layer on at least one of between the recording layer and the second dielectric layer or between the first dielectric layer and the recording layer.
  • the information recording medium may have a nucleation layer in contact with the recording layer. With this configuration, an information recording medium having excellent rewriting performance after long-term storage can be obtained.
  • the crystal structure of the nucleation layer may be cubic.
  • the nucleation layer becomes a nucleus in the crystallization of the recording layer, so that crystallization of the recording layer is promoted. It will be easier.
  • the material of the nucleation layer may include at least one selected from M1M3, SnTe, and PbTe. With this configuration, an information recording medium having excellent rewriting performance after long-term storage can be obtained.
  • M 1 M 3 has a high melting point of about 2000, 311 1)
  • the layer 6 is crystallized in a state after film formation, and the crystal structure of each of these compounds is the same Na C 1 type as the crystal structure of the recording layer.
  • a method for manufacturing an information recording medium according to the present invention is a method for manufacturing an information recording medium comprising at least a step of forming a recording layer that undergoes a phase change.
  • Ge, Te, and Ml however, MUiS c, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb and
  • At least one element selected from Lu At least one element selected from Lu
  • M2 where M2 is at least one element selected from Sb and Bi
  • M3 where M3 is at least one element selected from Te and Bi)
  • an information recording medium having a recording layer including Ge, Te, Ml, M2, and M3 can be manufactured.
  • the above-described method for manufacturing an information recording medium can be applied to a case where at least two steps of forming a recording layer are provided.
  • a sputtering target is at least a Ge Te, and M2 2 T e 3, M1M3 (although, M1M3 is I ⁇ containing substantially have equal proportions of Ml and M 3) and May be included.
  • the sputtering target may further contain M2.
  • the above-mentioned method for producing an information recording medium uses the sputtering target described above, wherein & 6 atomic% is &, Ml atomic% is b and ⁇ atomic ⁇ ⁇ . , 1 ⁇ 3 atom% is 1), atoms of T e 0/0 is represented by 100- a- 2 b-c, and, 5 ⁇ a ⁇ 50, 0 ⁇ b ⁇
  • a recording layer satisfying 0 ⁇ c ⁇ 52, b ⁇ a, and 42xa + 2b + cx77 can be formed.
  • the above method for manufacturing an information recording medium may include at least a step of forming a reflective layer, a second dielectric layer, a recording layer, and a first dielectric layer on a substrate in this order.
  • the method for manufacturing an information recording medium described above may include at least a step of forming a first dielectric layer, a recording layer, a second dielectric layer, and a reflective layer on the substrate in this order.
  • the step of forming the interface layer is performed between the step of forming the recording layer and the step of forming the second dielectric layer, or the step of forming the first dielectric layer. It may be provided in any one of the steps between the step of forming a film and the step of forming a recording layer.
  • the above-described method for manufacturing an information recording medium includes at least a step of forming a nucleation layer before or after the step of forming a recording layer, and the step of forming the nucleation layer is carried out.
  • a sputtering target containing at least one selected from M1, M3, SnTe and PbTe may be used.
  • the step of forming the recording layer uses argon gas or krypton gas, or at least one of argon gas or krypton gas and nitrogen gas or oxygen gas.
  • a mixed gas containing one of them may be used.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having one recording layer according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having one recording layer according to the present invention.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having one recording layer according to the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having N information layers according to the present invention.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having N information layers according to the present invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having N information layers according to the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having two information layers according to the present invention.
  • FIG. 8 shows an example of a layer configuration of an information recording medium having two information layers according to the present invention.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having two information layers according to the present invention.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having N information layers according to the present invention.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having N information layers according to the present invention.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having N information layers according to the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a part of the configuration of a recording / reproducing apparatus used for recording / reproducing on the information recording medium of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing a part of the configuration of the information recording medium and the electric information recording medium reproducing device of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing a part of the configuration of the large-capacity electrical information recording medium of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing a part of the configuration of the electrical information recording medium of the present invention and its recording / reproducing system.
  • FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing one example of a sputtering target used for manufacturing the information recording medium of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram schematically showing a part of the configuration of a sputtering apparatus used for manufacturing the information recording medium of the present invention.
  • FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing an example of the layer configuration of the information recording medium having one recording layer of the present invention.
  • FIG. 20 is a partial cross-sectional view showing an example of a layer configuration of an information recording medium having one recording layer according to the present invention.
  • FIG. 21 is a partial cross-sectional view showing one example of a layer configuration of an information recording medium having one recording layer of the present invention.
  • FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of the information recording medium 11 of the first embodiment.
  • the information recording medium 11 is an optical information recording medium capable of recording and reproducing information by irradiating a laser beam 1.
  • the information recording medium 11 includes a reflective layer 106, a second dielectric layer 105, a second interface layer 104, a recording layer 103, and a first interface layer 102, which are sequentially laminated on the substrate 2. , A first dielectric layer 101, and a transparent layer 3.
  • the transparent layer 3 located on the incident side with respect to the recording layer 103 is used. It is preferable that light absorption is small for the laser beam 1 to be emitted, and that optical birefringence is small in a short wavelength range.
  • a resin or a dielectric layer can be used as the material of the transparent layer 3.
  • a resin is used as the transparent layer 3, it can be formed by applying a photocurable resin (especially an ultraviolet curable resin), a slow-acting resin, or the like on the first dielectric layer 101.
  • a resin such as a transparent disc-shaped polycarbonate, amorphous polyolefin, or PMMA, or glass is formed by a resin such as a photo-curable resin (particularly, an ultraviolet-curable resin) or a slow-acting resin. It can also be formed by bonding to 1.
  • a dielectric layer is used for the transparent layer 3, it can be formed by sputtering.
  • the transparent layer 3 may be formed from a plurality of layers. Since the spot diameter when the laser beam 1 is focused is determined by the wavelength ⁇ of the laser beam 1 (the shorter the wavelength; I, the smaller the spot diameter can be focused).
  • the wavelength ⁇ of the laser beam 1 is particularly preferably 450 nm or less, and if it is less than 350 nm, light absorption by the transparent layer 3 or the like becomes large. 3500 ⁇ II! It is preferably in the range of 4450 nm.
  • a guide groove for guiding the laser beam 1 may be formed on the surface of the substrate 2 on the reflection layer 106 side as needed.
  • the surface of the substrate 2 opposite to the reflective layer 106 side is Preferably, it is smooth.
  • polycarbonate is particularly useful because of its excellent transferability and mass productivity and low cost.
  • the thickness of the substrate 2 is set to 500! So that the strength of the substrate 2 is sufficient and the thickness of the information recording medium 11 is about 1,200 m. It is preferably in the range of 1 to 200 ⁇ .
  • the thickness of the transparent layer 3 is about 600 m (NA-0.6 enables good recording and reproduction), 5
  • the first dielectric layer 101 is made of a dielectric.
  • the first dielectric layer 101 functions to prevent the recording layer 103 from being oxidized, corroded, deformed, etc., adjusts the optical distance to increase the light absorption efficiency of the recording layer 103, and controls the amount of reflected light before and after recording. It has the function of increasing the change to increase the signal amplitude.
  • the first dielectric layer 101 is, for example, TiOZrO. , ZnO n, Z nO, Nb 2 O s, T a 2 0 5, S i O, A 1
  • B i 2 0 3 it is possible to use an oxide such as C r 2 0 3. Also, C—N, Ti—N, Zr—N, Nb—N, Ta—N, Si—N, Ge—N, Cr—N,
  • a nitride such as AlN, GeSiN, GeCrN can also be used. Further, it is also Rukoto used carbides such as Z n sulfides such as S and S i C, fluorides such as L a F 3. Further, a mixture of the above materials can also be used.
  • Z n SS i 0 2 is a mixture of Z n S and S i O 2 is particularly advantageous as the first material of the dielectric layer 10 1.
  • Z n S- S i 0 2 is an amorphous material, high refractive index, film formation speed is high, it is good mechanical properties and moisture resistance.
  • the thickness of the first dielectric layer 101 is calculated based on a matrix method (see, for example, Hiroshi Kubota, “Wave Optics”, Iwanami Shoten, 1971, Chapter 3). It can be strictly determined so as to satisfy the condition that the change in the reflected light amount of the crystalline part is large and the light absorption in the recording layer 103 is large.
  • the thickness of the first dielectric layer 101 is preferably in the range of 2 nm to 80 nm, and more preferably in the range of 20 nm to 70 nm. By selecting the thickness of the first dielectric layer 101 within this range, heat can be effectively transmitted to the recording layer 103. Thereby, the recording power can be reduced and the recording sensitivity can be improved.
  • the first interface layer 102 has a function of preventing mass transfer between the first dielectric layer 101 and the recording layer 103 due to repeated recording.
  • the first dielectric layer 101 contains S
  • the mass transfer of S that occurs between the first dielectric layer 101 and the recording layer 103 is remarkably observed.
  • the interface layer 102 plays a more effective role.
  • the information recording medium 11 is irradiated with a laser beam 1 having a reproducing power, and information is read based on a difference in reflectance between a crystal part and an amorphous part. Therefore, in order to increase the amplitude of the reproduced signal, it is necessary that the change in the reflectance between the crystalline phase and the amorphous phase is large.
  • the first interface layer 102 which is in contact with the recording layer 103, has a low melting point and a high melting point that does not melt even when irradiated with a recording power (high power) laser beam during recording.
  • the material be a material that has good adhesion to the first dielectric layer 101 and the recording layer 103.
  • the material having a high melting point that does not melt during recording is a necessary property so that it does not melt and mix into the recording layer 103 when irradiated with a high-power laser beam 1. If mixed, the composition of the recording layer 103 changes, and the rewriting performance is significantly reduced. Further, a material having good adhesion to the first dielectric layer 101 and the recording layer 103 is a characteristic necessary for ensuring reliability.
  • the second interface layer 104 plays the same role as the first interface layer 102.
  • the second interface layer 104 has a function of preventing mass transfer between the second dielectric layer 105 and the recording layer 103 due to repeated recording.
  • the second dielectric layer 105 When S is contained, the second interface layer 104 plays a more effective role.
  • the second interface layer 104 In order to increase the change in the reflectance between the crystalline phase and the amorphous phase used as the amplitude of the reproduction signal, the second interface layer 104, which is in contact with the recording layer 103, has low light absorption, Recording power (high power) High melting point material that does not melt even with laser beam irradiation and has good adhesion to the second dielectric layer 105 and the recording layer 103 Is preferred.
  • the same material as that of the first dielectric layer 101 can be used.
  • C r and O to form a C r 2 0 3 Among them, that Z r and O to form a Z r 0 2, which is a mixture of C r 2 0 3 and Z r 0 2 preferable.
  • C r 2 0 3 is adhesiveness to the recording layer 1 0 3 is a good material.
  • the Z r 0 2 has a high clear melting point of about 2 7 0 0 ° C, and the thermal conductivity is low in the oxide It has good repetitive rewriting performance because it is a difficult material.
  • the information recording medium 11 having excellent repetitive rewriting performance and high reliability can be realized even when formed in contact with the recording layer 103.
  • the content of C r 2 O 3 one Z r 0 2 in C r 2 0 3 of is preferably 1 Omo 1% or more
  • the first interface it is preferred for keeping small light absorption in the layer 102 and the second interface layer 104 is less than 1% 6 Omo (the Cr 2 0 3 increases when there is a tendency that the light absorption increases). More preferably, it is 20 mol ° / 0 or more and 5 Omo 1% or less.
  • the first interface layer 102 and the second interface layer 104 may be further used a material containing S i to another C r Z r O, C r and O to form a C r 2 0 3 Among them, Z r and O to form a Z r 0 2, that S i and O to form S i 0 2, which is a mixture of S i 0 2 and C r 2 0 3 and Z R_ ⁇ 2 preferable.
  • the S i 0 2 By including the S i 0 2, the effect of promoting the crystallization of the recording layer 103 is increased, it can be realized an information recording medium 11 having excellent rewriting performance.
  • S i 0 2 - C r 2 0 3 - content of S i O 2 in the Z r 0 2 is preferably at 5 mo 1% or more, in order to ensure the adhesiveness to the recording layer 103 is It is preferably 40 mo 1% or less. More preferably, it is preferably 10 mo 1% or more and 4 Omo 1% or less. Further, in order to secure the modified performance-out good recording document, it is preferable total content of S i 0 2 and C r 2 0 3 is not more than 1% 95mo.
  • the first interface layer 102 and the second interface layer 104 are desirably within a range of 110 nm and 2 nm 7 nm so as to prevent the change in the amount of reflected light from the recording layer 103 before and after recording due to light absorption. More preferably, it is within the range.
  • a material containing C may be used for the first interface layer 102 and the second interface layer 104.
  • the thickness of C is preferably 5 nm or less, more preferably 3 nm or less, so that the repetition characteristics are not deteriorated.
  • the second dielectric layer 105 adjusts the optical distance to increase the light absorption efficiency of the recording layer 103. And the function of increasing the change in the amount of reflected light before and after recording to increase the signal amplitude.
  • the second dielectric layer 105 it is possible to use the same system of material as the first dielectric layer 101, Z n S- S i 0 2 is a mixture of Zn S and S ⁇ 0 2 is the 2 It is also an excellent material for the dielectric layer 105.
  • the thickness of the second dielectric layer 105 is 2 ⁇ ! It is preferably in the range of from 75 nm to 75 nm, and more preferably in the range of from 2 nm to 40 nm.
  • the recording layer 103 of the present invention a material that undergoes a reversible phase change between a crystal part and an amorphous part by irradiation with the laser beam 1 can be used.
  • the recording layer 103 is composed of Ge, Te, and Ml (where Ml is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu, Preferably, at least one element selected from La, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb, and Dy) and M2 (wherein, M2 is at least one element selected from Sb and Bi) , M3 (however,
  • M 3 is made of a material containing at least one element selected from Te and Bi.
  • G e, Te, Ml, M2, and M 3 include GeTe, M2 2 Te 3 and M1M 3 (where M 1 M 3 is a compound containing M 1 and M 3 in substantially equal proportions), G e T e — M 1 M 3 -M 2 2 T e 3 , more specifically G e T e — M 1 T e _ S b 2 T e 3 , GeTe—Ml Bi 1 S b 2 T e 3, Ge Te -Ml T e- B i 2 T e 3 or preferably represented by G e T e -Ml B i- B i 2 T e 3.
  • M1M3 has a high melting point of 1300 ° C or higher.
  • BiGd, BiTb, BiDy, and BiY are shown in the binary phase diagram with the possibility that the melting points may be 2000 ° C or higher.
  • they are BiGd, BiTb, and BiDy. Therefore, by using these compounds as M1M3, an information recording medium 11 having a high crystallization temperature of the recording layer 103 and good thermal stability can be obtained.
  • M 1 M3 has a Na C 1 type crystal structure.
  • the recording layer 103 when using a recording layer 103 having N a C 1 type crystal structure, such as G eTe-Sb 2 Te 3 compound-based, M 1M3 is easily replaced because the crystal structure is the same, the crystallization temperature of the recording layer 103 Can be increased.
  • the recording layer 103, Ge a Ml b M2 C M3 b T ei. . - a - (with ⁇ , a, b, c are atomic 0 / o) 2 b _ c may be formed of a material represented by.
  • the amorphous phase is stable, the signal amplitude is large, and the decrease in the crystallization rate is small, and 0 ⁇ b ⁇ 26 and 0 ⁇ c ⁇ 52 are satisfied, and 0 ⁇ b ⁇ 20 and 2 ⁇ c ⁇ More preferably, the relationship of 50 is satisfied.
  • b 0, the crystallization temperature is low, and the storage stability of the recording mark decreases. If b> 26, the melting point is too high, and the recording sensitivity of the recording layer decreases.
  • c ⁇ 2 the crystallization speed is too low, and when c> 52, the crystallization speed is too high.
  • the recording layer 103 is part of the composition formula G e T e is replaced by M 1M3, (G e Te- M1M3 ) - may be formed of a material represented by M2 2 Te 3.
  • the element M1 substituted for Ge raises the melting point and the crystallization temperature of the recording layer 103, so that the preservability of the amorphous portion that is the recording mark can be improved.
  • the recording layer 103 [(GeTe) x (M1M3 ) 1 _ X] material represented by A M2 2 + B T e 3 , preferably [(GeTe) x (M 1 T e) X _J A S b 2 + B Te 3 , [(GeTe) x (M 1 B i) X _J A Sb 2 + BT e 3, [(G e T e) x (M 1 T e) preparative x] A B i 2 + B T e 3 and [(GeTe) x (M 1 B i) to x ] A B i 2 + B T e 3 .
  • the recording layer 103 may further include a .mu.2, it may be formed of a material represented by GeTe -M1M3-M2 2 Te 3 -M 2.
  • M2 is Bi
  • M2 is Sb
  • the crystallization temperature and the crystallization speed of the recording layer can be adjusted by the addition amount.
  • the thickness of the recording layer 103 is preferably in the range of 6 nm to 14 nm in order to increase the recording sensitivity of the information recording medium 11, and 8 ⁇ ! Within the range of ⁇ 12 nm Is more preferable.
  • the recording layer 103 is thicker than 14 nm, thermal influence on adjacent regions due to diffusion of heat in the in-plane direction increases.
  • the recording layer 103 is thinner than 6 nm, the reflectance of the information recording medium 11 becomes small.
  • the reflection layer 106 has an optical function of increasing the amount of light absorbed by the recording layer 103.
  • the reflective layer 106 also has a thermal function of rapidly diffusing the heat generated in the recording layer 103, promoting rapid cooling of the recording layer 103, and making the recording layer 103 easily amorphous. Further, the reflective layer 106 also has a function of protecting the multilayer film from the environment in which it is used.
  • a single metal having high thermal conductivity such as Ag, Au, Cu, and A1 can be used.
  • Al-Cr, Al-Ti, Au-Pd, Au-Cr, Ag-Pd, Ag-Pd_Cu, Ag-Pd-Ti, Ag-Ru-Au, Ag-Cu-N Alloys such as i, Ag-Zn-A1 or Cu-Si can also be used.
  • an Ag alloy is preferable as the material of the reflective layer 106 because of its high thermal conductivity.
  • the thickness of the reflective layer 106 is preferably 30 nm or more at which the heat diffusion function is sufficient. Even within this range, if the thickness of the reflective layer 106 is greater than 200 nm, its heat diffusion function becomes too large, and the recording sensitivity of the information recording medium 11 decreases. Therefore, the thickness of the reflective layer 106 is preferably in the range of 30 nm to 200 nm.
  • the second dielectric layer 10 When Ag and an Ag alloy are used as the reflective layer 106, the second dielectric layer 10
  • the mass transfer of S occurs between the second dielectric layer 105 and the reflective layer 106, and Ag of the reflective layer is sulfided, so that the second dielectric layer 105 and the reflective layer
  • a third interface layer between the first and second layers.
  • a material having lower thermal conductivity than the material described for the reflective layer 106 can be used for the third interface layer. It is preferable to use A1 or an A1 alloy as the third interface layer.
  • the third interface layer, C r, N i, S i, and elements such as C, T i 0 2, Z r 0 2, Z ⁇ , Nb 2 0 5, T a 2 0 5, S i 0 2, a 1 2 0 3 , B it 2 0 3, Sani ⁇ of such Cr 2 ⁇ 3 can be used.
  • C—N, Ti—N, Zr—N, Nb—N, Ta—N, Si—N, Ge—N, Cr—N, A1—N, Ge—Si—N , Ge—C r A nitride such as 1N can also be used. It is also possible to use a fluoride such as carbides and La F 3 such as S i C. Also, a mixture of the above materials can be used.
  • the film thickness is 3 ⁇ ! It is preferably in the range of 100100 nm (more preferably, 5 nn! ⁇ 50 nm).
  • a nucleation layer may be provided in contact with the recording layer 103 on at least one of them.
  • the nucleation layer may include M1M3 and at least one selected from SnTe and PbTe.
  • As nucleation layer for example, can be used DyTe, B i Tb, and B i T eMl 2, B i 2 T e M 1, B i T e 2 M 1. By using this material, the melting point of the nucleation layer is high, the thermal stability is good, and crystal nuclei are easily generated at the interface between the nucleation layer and the recording layer 103, and the crystal growth in the recording layer 103 is promoted.
  • the thickness of the nucleation layer is preferably in the range of 0.3 nm to 3 nm so that the erasing performance is good even at a high transfer rate and the rewriting performance after long-term storage is good. More preferably, it is in the range of 0.5 nm to 2 nm.
  • the effect as a nucleation layer can be obtained regardless of whether the nucleation layer is in the form of an island or a thin film.
  • the first interface layer may not be provided, and as shown in the information recording medium 12 of FIG. 2, the reflective layer 106, the second dielectric layer 105, the second interface layer 104, It comprises a recording layer 103, a first dielectric layer 107, and a transparent layer 3. In this case, it is desirable that the first dielectric layer 107 does not contain S so that mass transfer between the first dielectric layer 107 and the recording layer 103 does not change the composition of the recording layer.
  • the second interface layer may not be provided, and as shown in the information recording medium 13 of FIG. 3, the reflective layer 106, the second dielectric layer 108, the recording layer 103, and the first interface are sequentially laminated on the substrate 2. It comprises a layer 102, a first dielectric layer 101, and a transparent layer 3. Also at this time, it is desirable that the second dielectric layer 108 does not contain S so that the mass transfer between the second dielectric layer 108 and the recording layer 103 does not change the composition of the recording layer. It is.
  • the information recording medium 11 in FIG. 1, the information recording medium 12 in FIG. 2, and the information recording medium 13 in FIG. 3 can be manufactured by a method described below. First, a method for manufacturing the information recording medium 11 of FIG. 1 will be described.
  • a substrate 2 (having a thickness of, for example, 110 ⁇ ) is prepared and placed in a film forming apparatus. Subsequently, a reflective layer 106 is formed on the substrate 2. At this time, if a guide groove for guiding the laser beam 1 is formed in the substrate 2, the reflection layer 106 is formed on the side where the guide groove is formed.
  • the reflective layer 106 is formed by reacting a sputtering target made of a metal or alloy constituting the reflective layer 106 in an Ar gas atmosphere or reacting with an Ar gas. 1 "raw gas (selected from oxygen gas and nitrogen gas) And at least one gas).
  • a second dielectric layer 105 is formed on the reflective layer 106.
  • the second dielectric layer 105 is formed by sputtering a sputtering target made of a compound constituting the second dielectric layer 105 in an Ar gas atmosphere, or in an Ar gas and a reactive gas (oxygen gas and nitrogen gas). And at least one gas selected from gases) in a mixed gas atmosphere.
  • the second dielectric layer 105 can be formed by reactively sputtering a sputtering target made of a metal constituting the second dielectric layer 105 in a mixed gas atmosphere of an Ar gas and a reactive gas. .
  • a second interface layer 104 is formed on the second dielectric layer 105.
  • the second interface layer 104 can be formed in the same manner as the second dielectric layer 105.
  • the recording layer 103 can be formed by sputtering a sputtering target composed of a Ge—M 1 —M 2 —M 3 —Te alloy using a single power supply, depending on its composition.
  • Ar gas, Kr gas, a mixed gas of an Ar gas and a reaction gas, or a mixed gas of a Kr gas and a reaction gas can be used as the atmosphere gas for sputtering.
  • the recording layer 103 can also be formed by simultaneously sputtering each of the sputtering targets of Ge, Ml, Te, M2, or M3 using a plurality of power supplies.
  • the recording layer 103 includes a plurality of ternary sputtering targets, such as a binary sputtering target combining any of Ge, Ml, Te, M2, or M3, and a plurality of ternary sputtering targets. It can also be formed by simultaneous sputtering using a power supply. Even in these cases, in an Ar gas atmosphere, a Kr gas atmosphere, a mixed gas atmosphere of an Ar gas and a reaction gas, or r It can be formed by sputtering in a mixed gas atmosphere of a gas and a reaction gas.
  • a first interface layer 102 is formed on the recording layer 103.
  • the first interface layer 102 can be formed in the same manner as the second dielectric layer 105.
  • a first dielectric layer 101 is formed on the first interface layer 102.
  • the first dielectric layer 101 can be formed in the same manner as the second dielectric layer 105.
  • the transparent layer 3 is formed on the first dielectric layer 101.
  • the transparent layer 3 is formed by applying a resin such as a photo-curable resin (especially an ultraviolet-curable resin) or a slow-acting resin onto the first dielectric layer 101, and placing the substrate on the first dielectric layer 101. After being adhered and spin-coated, it can be formed by curing the resin.
  • a transparent disk-shaped substrate such as polycarbonate or amorphous polyolefin or a lumber such as PMMA or glass may be used. In this case, it is also possible to apply an adhesive resin uniformly to the substrate used as the transparent layer 3 in advance, and to adhere it to the first dielectric layer 101.
  • an initialization step of crystallizing the entire surface of the recording layer 103 may be performed as necessary.
  • the initialization step is a step in which the recording layer 103 in an amorphous state is crystallized by irradiating, for example, a semiconductor laser to a temperature higher than a crystallization temperature.
  • the information recording medium 11 of FIG. 1 can be manufactured.
  • a method for manufacturing the information recording medium 12 of FIG. 2 will be described.
  • a first dielectric layer 107 is formed on the recording layer 103.
  • the first dielectric layer 107 is preferably formed using a target made of a material not containing S, and can be formed under the same conditions as the first dielectric layer 101 in FIG.
  • a transparent layer 3 is formed on the first dielectric layer 107. Note that the description of the steps of the layer having the same sign as that of the information recording medium 11 in FIG. 1 will not be repeated. Thus, the information recording medium 12 shown in FIG. 2 can be manufactured.
  • FIG. 3 After forming up to the reflective layer 106 by the same method as the method of manufacturing the information recording medium 11 described above, a second dielectric layer 108 is formed on the reflective layer 106.
  • the second dielectric layer 108 is preferably formed using a target of a material not containing S, and can be formed under the same conditions as the second dielectric layer 105 in FIG.
  • a recording layer 103 is formed on the second dielectric layer 108.
  • a first interface layer 102 and a first dielectric layer 101 are formed in this order on the recording layer 103, and a transparent layer 3 is formed on the first dielectric layer 101.
  • the description of the steps for manufacturing the layers having the same reference numerals as those of the information recording medium 11 in FIG. 1 will be omitted.
  • the information recording medium 13 of FIG. 3 can be manufactured.
  • Embodiment 2 describes an example of the information recording medium of the present invention.
  • FIG. 4 shows a partial cross-sectional view of the information recording medium 14 of the second embodiment.
  • the information recording medium 14 is a multilayer optical information recording medium capable of recording and reproducing information by irradiating the laser beam 1 from one side.
  • N sets (N is a natural number satisfying N ⁇ 2) of the Nth information layer 36 are sequentially stacked on the substrate 2 via the optical separation layers 35, 33, and 32.
  • the first information layer 31 to the (N-1) th information layer 34 (hereinafter, the incident side of the laser beam 1)
  • the Nth information layer counted from the above is referred to as “Nth information layer.”) Is a light transmission type information layer.
  • the same materials as those described in the embodiment 1 can be used. Further, their shapes and functions are the same as those described in the first embodiment.
  • the optical separation layers 35, 33, 32, etc. are made of a resin such as a photocurable resin (especially an ultraviolet curable resin) or a slow-acting resin, or a dielectric layer, and absorb light to the laser beam 1. Is preferably small, and the refractive index is preferably small optically in a short wavelength region.
  • the optical separation layers 35, 33, 32, etc. are the respective focus positions of the first information layer 31, the (N-1) th information layer 34, the Nth information layer 36, etc. of the information recording medium 14. This layer is provided to distinguish between The thickness of the optical separation layer 35, 33, 32, etc.
  • the thickness of the optical separation layers 35, 33, 32, etc. needs to be 1 or more.
  • the distance between the first information layer 31, the (N ⁇ 1) th information layer 34, the Nth information layer 36, and the like is set so that the laser beam 1 can be focused using the objective lens. Is desirable. Therefore, it is preferable that the total thickness of the optical separation layers 35, 33, 32, and the like be within the intersection allowable by the objective lens (for example, 50 ⁇ m or less).
  • a guide groove for guiding the laser beam 1 may be formed as necessary on the surface on the laser beam incident side.
  • the Kth information layer (K is a natural number of 1 ⁇ K ⁇ N) is changed to the laser beam 1 transmitted through the first to (K-1) th information layers only by irradiation of the laser beam 1 from one side. Therefore, recording and reproduction can be performed.
  • At least one of the first information layer 31 to the Nth information layer 36 is a read-only type information layer (ROM (Read Only Memory)) or a write-once type that can be written only once. It may be an information layer (WO (Write Once)).
  • ROM Read Only Memory
  • WO Write Once
  • the first information layer 31 is a first dielectric layer arranged in order from the laser beam 1 incidence side.
  • first interface layer 202 first recording layer 203, second interface layer 204, second dielectric layer 205, first reflective layer 206, and transmittance adjustment layer 207 is provided.
  • the same material as the first dielectric layer 101 of the first embodiment can be used for the first dielectric layer 201. Also, their functions are the same as those of the first dielectric layer 101 of the first embodiment.
  • the thickness of the first dielectric layer 201 is calculated by a matrix method so that the change in the amount of reflected light between the crystal part and the amorphous part in the first recording layer 203 is large and the first information layer 3 It can be strictly determined so as to satisfy the condition for increasing the transmittance of 1.
  • the same material as the first interface layer 102 of the first embodiment is used for the first interface layer 202. be able to. Also, their functions and shapes are the same as those of the first interface layer 102 of the first embodiment.
  • the same material as the second interface layer 104 of the first embodiment can be used for the second interface layer 204. Further, their functional shapes are the same as those of the second interface layer 104 of the first embodiment.
  • the same material as that of the second dielectric layer 105 of the first embodiment can be used for the second dielectric layer 205. Also, their functions and shapes are the same as those of the second dielectric layer 105 of the first embodiment.
  • the same material as that of the recording layer 103 of the first embodiment can be used for the first recording layer 203.
  • the thickness of the first recording layer 203 is determined by reading the information by making the amount of laser light necessary for recording and reproduction reach the information layer farther from the first information layer 31 from the incident side of the laser beam 1. Therefore, high transmittance of the first information layer 31 is required. For this reason, the first recording layer 203 needs to be thinner than 15 nm.
  • the same material as the reflective layer 106 of the first embodiment can be used for the first reflective layer 206. Also, their functions are the same as those of the reflective layer 106 of the first embodiment.
  • the thickness of the first reflective layer 206 is preferably in the range of 3 nm to 15 nm, and 8 nm to 12 nm. More preferably, it is within the range. When the film thickness of the first reflective layer 206 is within this range, its heat diffusion function is sufficient, the reflectance of the first information layer 31 can be ensured, and the transmission of the first information layer 31 is further improved. The rate is also sufficient.
  • the transmittance adjusting layer 207 is made of a dielectric material and has a function of adjusting the transmittance of the first information layer 31.
  • the transmittance Tc (%) of the first information layer in the crystal part of the first recording layer 203 and the transmittance in the amorphous part of the first recording layer 203 are determined. Both the transmittance T a (%) of the first information layer 31 can be increased. Specifically, in the first information layer 31 including the transmittance adjusting layer 207, the transmittance increases by about 2% to 10% as compared with the case where the transmittance adjusting layer 207 is not provided.
  • the transmittance adjusting layer 207 also has an effect of effectively diffusing the heat generated in the first recording layer 203.
  • the refractive index n and the extinction coefficient k of the transmittance adjusting layer 207 are set to 2.0 ⁇ 11 to further enhance the effect of increasing the transmittances Tc and Ta of the first information layer 31: ⁇ 0. 1 It is more preferable to satisfy 2.0 ⁇ n ⁇ 3.0 and k ⁇ 0.05.
  • the thickness d of the transmittance adjusting layer 207 is (1 3 2) ⁇ / ⁇ (3/1 6) ⁇ / ⁇ or (17Z32) ⁇ / ⁇ d ⁇ (1 1/1 6)
  • the reflectivity R a 1 in reflectivity R C l and the amorphous portion of the crystal portion of the first recording layer 203 satisfy Rc ⁇ > R a x, a stable operation of the recording and reproducing
  • the reflectance R c 1 in the crystal part satisfies 2 ⁇ R C l ⁇ 8.
  • the wavelength ⁇ of the laser beam 1 and the refractive index n of the transmittance adjusting layer 207 are, for example, 350 nm ⁇ ; ⁇ 450 nm,
  • both the transmittances Tc and Ta of the first information layer 31 can be increased.
  • the transmittance adjusting layer 207 for example, T i 0 2, Z r 0 2, Z r O, Nb 2 0 5, T a 2 0 5, S i 0 2, A l 2 0 3, B i 2 0 3 can be used oxides such as C r 2 0 3, S r- O.
  • Ti—N, Zr—N, Nb—N, Ta—N, Si—N, Ge—N, Cr—N, A1—N, Ge—Si—N, Ge — A nitride such as Cr—N can be used.
  • a sulfide such as ZnS can be used. Further, a mixture of the above materials can also be used.
  • the transmittances Tc and Ta of the first information layer 31 determine the amount of laser light required for recording and reproduction in the information layer opposite to the first information layer 31 with respect to the incident side of the laser beam 1. In order to achieve this, it is preferable to satisfy 40 * Tc and 40 * Ta, and it is more preferable to satisfy 46 ⁇ Tc and 46 * Ta.
  • the transmittances T c and T a of the first information layer 31 satisfy (T c -Ta) ⁇ 5. More preferably, it satisfies 1 3 ⁇ (T c-T a) ⁇ 3.
  • Tc and Ta satisfy this condition, the state of the first recording layer 203 depends on the state of recording and reproduction of the information layer located farther from the incident side of the laser beam 1 than the first information layer 31. The effect of the change in transmittance in the first information layer 31 is small, and good recording / reproducing characteristics are obtained.
  • the reflectances R c and R ai of the first recording layer 203 satisfy R a ⁇ R c.
  • R c and R ai are set to 0. L ⁇ R a ⁇ 5 and 4 R ci ⁇ so that the reflectivity difference (R C l —R a 1 ) is increased to obtain good recording / reproducing characteristics.
  • the first interface layer may not be provided, and as shown in the information recording medium 15 of FIG. 5, the first information layer 37 is composed of the first dielectric layers 2 arranged in order from the laser beam 1 incidence side. 08, a first recording layer 203, a second interface layer 204, a second dielectric layer 205, a first reflective layer 206, and a transmittance adjusting layer 207.
  • the first dielectric layer 20 is composed of the first dielectric layers 2 arranged in order from the laser beam 1 incidence side. 08, a first recording layer 203, a second interface layer 204, a second dielectric layer 205, a first reflective layer 206, and a transmittance adjusting layer 207.
  • the first dielectric layer 20 the first dielectric layer 20
  • the material of the first dielectric layer 208 does not contain S so that mass transfer occurs between the recording layer 8 and the first recording layer 203 and the composition of the recording layer does not change.
  • the second interface layer may not be provided.
  • the first information layer 38 is composed of first dielectric layers arranged in order from the laser beam 1 incident side. 21, a first interface layer 202, a first recording layer 203, a second dielectric layer 209, a first reflective layer 206, and a transmittance adjusting layer 207.
  • the second dielectric layer 209 is also provided so that the mass transfer between the second dielectric layer 209 and the first recording layer 203 does not change the composition of the recording layer. It is desirable not to include S.
  • the information recording medium 14 in FIG. 4, the information recording medium 15 in FIG. 5, and the information recording medium 16 in FIG. 6 can be manufactured by the method described below.
  • (N-1) layers of information layers are sequentially stacked on a substrate 2 (having a thickness of, for example, 1100 / zm) via an optical separation layer.
  • the information layer is formed from a single-layer film or a multilayer film, and each layer is sequentially sputtered with a sputtering target as a material in a film forming apparatus. It can be formed by tapping.
  • the optical separation layer 35 is formed by applying a photocurable resin (particularly an ultraviolet curable resin) or a slow-acting resin onto the Nth information layer 36, and then rotating the substrate 2 to remove the resin. It can be formed by uniformly spreading (spin coating) and curing the resin.
  • the substrate (mold) having the groove formed thereon is brought into close contact with the resin before curing, and then the substrate (mold) covered with the substrate 2 is attached. After spin coating by spinning and curing the resin, the guide groove can be formed by removing the substrate (mold).
  • an optical separation layer 32 is formed.
  • a first information layer 31 is formed on the optical separation layer 32. Specifically, first
  • the transmittance adjusting layer 207 is formed by sputtering a sputtering target made of a compound constituting the transmittance adjusting layer 207 in an Ar gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of an Ar gas and a reaction gas. Can be formed by The transmittance adjusting layer 207 can also be formed by reactive sputtering of a sputtering target made of a metal constituting the transmittance adjusting layer in a mixed gas atmosphere of an Ar gas and a reactive gas. It is.
  • a first reflective layer 206 is formed on the transmittance adjusting layer 207.
  • the first reflective layer 206 can be formed by the same method as the reflective layer 106 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a second dielectric layer 205 is formed on the first reflective layer 206.
  • the second dielectric layer 205 can be formed in the same manner as the second dielectric layer 105 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a second interface layer 204 is formed on the second dielectric layer 205.
  • the second interface layer 204 can be formed in the same manner as the second interface layer 104 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a first recording layer 203 is formed on the second interface layer 204.
  • the first recording layer 203 can be formed by the same method as the recording layer 103 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a first interface layer 202 is formed on the first recording layer 203.
  • the first interface layer is The first interface layer 102 of FIG. 1 described in the first embodiment can be formed by the same method.
  • a first dielectric layer 201 is formed on the first interface layer 202.
  • the first dielectric layer 201 can be formed in the same manner as the first dielectric layer 101 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • Transparent layer 3 is an embodiment
  • an initialization step of crystallizing the entire surface of the first recording layer 203 may be performed. Good. As described above, the information recording medium 14 of FIG. 4 can be manufactured.
  • a method for manufacturing the information recording medium 15 of FIG. 5 After forming up to the recording layer 203 on the substrate 2 by the same method as the method of manufacturing the information recording medium 14 in FIG. 4, a first dielectric layer 208 is formed on the recording layer 203.
  • the first dielectric layer 208 is preferably formed using a target made of a material that does not contain S, and can be formed under the same conditions as the method for manufacturing the first dielectric layer 201 in FIG. .
  • the first information layer 37 is formed.
  • the transparent layer 3 is formed on the first information layer 37. Note that the description of the steps of the layer having the same reference numeral as that of the information recording medium 14 in FIG. 4 will be omitted.
  • the information recording medium 15 of FIG. 5 can be manufactured.
  • the second dielectric layer 209 is formed on the first reflective layer 206. Is formed.
  • the second dielectric layer 209 is preferably formed using a target of a material not containing S, and can be formed under the same conditions as the method for manufacturing the second dielectric layer 205 in FIG. .
  • a recording layer 203 is formed on the second dielectric layer 209.
  • a first interface layer 202 and a first dielectric layer 201 are formed on the recording layer 203 in this order.
  • the first information layer 38 is formed.
  • the transparent layer 3 is formed on the first information layer 38. Note that the description of the steps of manufacturing the layers having the same reference numerals as those of the information recording medium 14 in FIG. Thus, the information recording medium 16 of FIG. 6 can be manufactured.
  • FIG. 7 shows a partial cross-sectional view of the information recording medium 17 of the third embodiment.
  • the information recording medium 17 is a two-layer optical information recording medium capable of recording and reproducing information by irradiating the laser beam 1 from one side.
  • the information recording medium 17 includes a second information layer 41, an optical separation layer 32, a first information layer 31, and a transparent layer 3, which are sequentially laminated on the substrate 2.
  • the same materials as those described in the second embodiment can be used for the substrate 2, the optical separation layer 32, the first information layer 31, and the transparent layer 3. Further, their shapes and functions are the same as those described in the second embodiment.
  • the second information layer 41 includes a third dielectric layer 301, a third interface layer 302, a second recording layer 303, and a fourth interface layer 3 arranged in this order from the side of incidence of the laser beam 1. , A fourth dielectric layer 305, and a second reflective layer 306. In the second information layer 41, recording and reproduction are performed by the laser beam 1 transmitted through the transparent layer 3, the first information layer 31, and the optical separation layer 32.
  • the third dielectric layer 301 and the fourth dielectric layer 305 are made of the same material as the first dielectric layer 101 and the second dielectric layer 105 of the first embodiment, respectively. Can be used. Also, their functions are the same as those of the first dielectric layer 101 and the second dielectric layer 105 of the first embodiment, respectively.
  • the thickness of the third dielectric layer 301 and the thickness of the fourth dielectric layer show a large change in the amount of reflected light between the crystal part and the amorphous part of the second recording layer 303 by calculation based on the matrix method. It can be strictly determined to satisfy certain conditions.
  • the third interface layer 302 and the fourth interface layer 304 can be made of the same material as the first interface layer 102 and the second interface layer 104 of the first embodiment, respectively. Also, their functions and shapes are the same as those of the first interface layer 102 and the second interface layer 104 of the first embodiment, respectively.
  • the same material as the recording layer 103 of the first embodiment can be used. Further, the film thicknesses thereof are the same as those of the recording layer 103 of the first embodiment.
  • the same material as the reflective layer 106 of the first embodiment can be used for the second reflective layer 310. Also, their functions and shapes are the same as those of the reflective layer 106 of the first embodiment.
  • the third interface layer may not be provided, and as shown in the information recording medium 18 of FIG. 8, the second information layer 42 is a third dielectric layer arranged in order from the laser beam 1 incidence side.
  • the material of the third dielectric layer 307 does not contain S so that the composition of the recording layer does not change due to mass transfer.
  • at least one of V and the difference between the first interface layer and the second interface layer may not be present.
  • the fourth interface layer may not be provided, and as shown in the information recording medium 19 in FIG. 9, the second information layer 43 is a third dielectric layer arranged in order from the laser beam 1 incident side. It is composed of 301, a third interface layer 302, a second recording layer 303, a fourth dielectric layer 308, and a second reflective layer 306. At this time, the fourth dielectric layer 308 also has a structure such that mass transfer between the fourth dielectric layer 308 and the second recording layer 303 does not change the composition of the recording layer. It is desirable not to include S. At this time, the first information layer 31 may not include at least one of the first interface layer and the second interface layer. Further, the third interface layer and the fourth interface layer may not be provided.
  • the information recording medium 17 in FIG. 7, the information recording medium 18 in FIG. 8, and the information recording medium 19 in FIG. 9 can be manufactured by a method described below.
  • the second information layer 41 is formed on the substrate 2. Specifically, first, a substrate 2 (having a thickness of, for example, 1100 ⁇ ) is prepared and placed in a film forming apparatus.
  • a second reflective layer 303 is formed on the substrate 2.
  • the second reflective layer 310 is formed on the side where the guide groove is formed.
  • the second reflective layer 310 can be formed in the same manner as the reflective layer 106 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a fourth dielectric layer 305 is formed on the second reflective layer 306. 4th dielectric
  • the layer 305 can be formed in the same manner as the second dielectric layer 105 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a fourth interface layer 304 is formed on the fourth dielectric layer 305.
  • the fourth interface layer 304 is formed in the same manner as the fourth interface layer 104 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a second recording layer 303 is formed on the fourth interface layer 304.
  • the second recording layer can be formed by the same method as the recording layer 103 of FIG. 1 described in Embodiment 1.1.
  • a third interface layer 302 is formed on the second recording layer 303.
  • the third interface layer 302 can be formed by the same method as the first interface layer 102 in FIG. 1 described in the first embodiment.
  • a third dielectric layer 301 is formed on the third interface layer 302.
  • the third dielectric layer 301 can be formed in the same manner as the first dielectric layer 101 of FIG. 1 described in the first embodiment.
  • the second information layer 41 is formed.
  • an optical separation layer 32 is formed on the third dielectric layer 301 of the second information layer 41.
  • the optical separation layer 32 can be formed by applying a photocurable resin (especially an ultraviolet curable resin) or a slow-acting resin on the third dielectric layer 301, spin-coating the resin, and then curing the resin. .
  • a photocurable resin especially an ultraviolet curable resin
  • a slow-acting resin on the third dielectric layer 301
  • spin-coating the resin and then curing the resin.
  • the optical separation layer 32 has a guide groove for the laser beam 1
  • the substrate (mold) having the groove formed thereon is brought into close contact with the resin before curing, and then the resins, are cured.
  • the guide groove can be formed by removing the (mold).
  • an initialization step for crystallizing the entire surface of the second recording layer 303 is performed as necessary. You can.
  • the first information layer 31 is formed on the optical separation layer 32.
  • the transmittance adjusting layer 207, the first reflection layer 206, the second dielectric layer 205, the second interface layer 204, the first recording The layer 203, the first interface layer 202, and the first dielectric layer 201 are formed in this order.
  • the manufacturing steps of the layers having the same reference numerals as the information recording medium 14 in FIG. 4 can be formed by the method described in the second embodiment.
  • the transparent layer 3 is formed on the first dielectric layer 201.
  • the transparent layer 3 is an embodiment It can be formed by the method of FIG.
  • an initialization step of crystallizing the entire surface of the first recording layer 203 may be performed. Good.
  • the information recording medium 17 of FIG. 7 can be manufactured.
  • the first information layer of the information recording medium 17 may be the first information layer 37 of FIG. 5 or the first information layer 38 of FIG. 6 instead of the first information layer 31. .
  • the second recording layer 303 is manufactured on the substrate 2 by the same method as the method for manufacturing the information recording medium 17 in FIG.
  • a third dielectric layer 307 is formed on the second recording layer 303. It is preferable that the third dielectric layer 307 is formed using a target of a material containing no S, under the same conditions as the first dielectric layer 101 of FIG. 1 described in the first embodiment. Can be formed.
  • the second information layer 42 is formed.
  • an optical separation layer 32 is formed on the second information layer 42.
  • a first information layer 31 is formed on the optical separation layer 32.
  • the information recording medium 18 of FIG. 8 can be manufactured.
  • the first information layer of the information recording medium 18 may be the first information layer 37 of FIG. 5 or the first information layer 38 of FIG. 6 instead of the first information layer 31.
  • the fourth dielectric layer 30 is formed on the second reflective layer 30. 8 is formed.
  • the fourth dielectric layer 308 is preferably formed using a target of a material not containing S, and is formed under the same conditions as the second dielectric layer 105 of FIG. 1 described in the first embodiment. be able to. continue,
  • the recording layer 303 is formed on the fourth dielectric layer 308.
  • a third interface layer 302 and a third dielectric layer 301 are formed on the recording layer 303 in this order.
  • the second information layer 43 is formed.
  • an optical separation layer 32 is formed on the second information layer 43, and a first information layer 31 is formed on the optical separation layer 32.
  • the description of the manufacturing steps of the layer having the same sign as that of the information recording medium 14 in FIG. thus, the information recording medium 19 of FIG. 9 can be manufactured.
  • the first information layer of the information recording medium 19 the first information layer 37 in FIG. 5 or the first information layer 38 in FIG. 6 may be used instead of the first information layer 31.
  • Embodiment 4 describes an example of the information recording medium of the present invention.
  • FIG. 10 shows a partial cross-sectional view of the information recording medium 20 of the fourth embodiment.
  • the information recording medium 20 is a multilayer optical information recording medium capable of recording and reproducing information by irradiating the laser beam 1 from one side, similarly to the information recording medium 14 of the second embodiment.
  • the first information layer 31, the (N ⁇ 1) th information layer 34, and the (N ⁇ 1) th information layer 31 sequentially laminated on the substrate 4 via the optical separation layers 32, 33, 35, and the like. It is composed of N sets of information layers such as an N information layer 36 and a dummy substrate 5 adhered thereon via an adhesive layer 6.
  • the substrate 4 and the dummy substrate 5 are transparent and disk-shaped substrates like the substrate 4.
  • a resin such as polycarbonate, amorphous polyolefin or PMMA, or glass can be used.
  • a guide groove for guiding the laser beam 1 may be formed on the surface of the substrate 4 on the first dielectric layer 201 side as necessary.
  • the surface of the substrate 4 on the side opposite to the first dielectric layer 201 side is preferably smooth.
  • polycarbonate is particularly useful because of its excellent transferability and mass productivity and low cost.
  • the thickness of the substrate 4 is in the range of 500 ⁇ m to 1200 ⁇ so that the strength of the substrate 4 is sufficient and the thickness of the information recording medium 20 is about 1200 m. It is preferable that
  • the first information layer 31 formed on the substrate 4 has the same reference numeral as the information recording medium 14 in FIG. 4, and a description thereof will be omitted.
  • the adhesive layer 6 is made of a resin such as a photo-curable resin (especially an ultraviolet-curable resin) or a slow-acting resin.
  • the adhesive layer 6 preferably has a small light absorption for the laser beam 1 to be used, It is preferable that the birefringence is small.
  • the first interface layer 202 may not be provided, and as shown in the information recording medium 21 of FIG. 11, the first information layer 31 may use the first information layer 37 of FIG. . Further, the second interface layer 204 may not be provided, and as shown in the information recording medium 22 of FIG. 12, the first information layer 31 may use the first information layer 38 of FIG. .
  • the first information layer 31 is formed on the substrate 4 (having a thickness of, for example, 600 zm). At this time, if a guide groove for guiding the laser beam 1 is formed on the substrate 4, the first information layer 31 is formed on the side where the guide groove is formed. Specifically, the substrate 4 is placed in a film forming apparatus, and is formed in the reverse order of the information recording medium 14 of FIG. 4 described in the second embodiment. On the substrate 4, a first dielectric layer 201, a first interface layer 202, a first recording layer 203, a second interface layer 204, and a second dielectric layer are provided as a first information layer 31.
  • the first information layer 31 is formed by sequentially laminating 205, the first reflective layer 206, and the transmittance adjusting layer 207. Thereafter, the (N-1) information layers are sequentially laminated via an optical separation layer.
  • the information layer is formed of a single-layer film or a multilayer film, and each of these layers can be formed by sequentially sputtering a sputtering target as a material in a film forming apparatus in the same manner as in the manufacturing method of FIG.
  • the N-th information layer 36 and the dummy substrate 5 are bonded using the adhesive layer 6.
  • a resin such as a photocurable resin (especially an ultraviolet curable resin) or a slow-acting resin is applied onto the information layer 36, and the dummy substrate 5 is adhered onto the information layer 36 and spin-coated. Then, the resin may be hardened.
  • an adhesive resin may be uniformly applied to the dummy substrate 5 in advance, and the resin may be adhered to the information layer 36.
  • an initialization step for crystallizing the entire surface of the first recording layer 203 may be performed, if necessary.
  • the information recording medium 20 of FIG. 10 can be manufactured. As shown in the information recording medium 21 of FIG. 11, the first information layer 31 of FIG. 10 may be replaced with the first information layer 37 of FIG. Further, as shown in the information recording medium 22 of FIG. 12, the first information layer 31 of FIG. 10 may be replaced with the first information layer 38 of FIG.
  • the recording / reproducing method for the information recording medium of the present invention described in the first, second, third, and fourth embodiments will be described.
  • FIG. 13 schematically shows a partial configuration of a recording / reproducing apparatus 23 used in the recording / reproducing method of the present invention.
  • a recording / reproducing apparatus 23 includes a spindle motor 51 for rotating an information recording medium 50, an optical head 52 including a semiconductor laser 53, and a semiconductor laser 53. Objective lens that focuses the laser beam 1 emitted from the
  • the information recording medium 50 is the information recording medium described in Embodiments 1, 2, 3, and 4, and includes one information layer or a plurality of information layers (for example, the first information layer 31 and the second information layer). It has an information layer 4 1).
  • the objective lens 54 focuses the laser beam 1 on the information layer.
  • the recording, erasing, and overwriting of information on the optical information recording medium is performed by changing the power of the laser beam 1 to the high peak power (Pp (mW)) and the low power bias power (Pb (mW)).
  • the modulation is performed by By irradiating the recording layer with the laser beam 1 having the peak power, a recording mark is formed on the irradiated portion. Irradiation of the laser beam 1 with a Pierce power between the recording marks results in the formation of a crystalline phase and the formation of erased portions (between marks).
  • the laser beam 1 having a peak power it is general to form a pulse train, that is, a so-called multi-pulse.
  • the multi-pulse may be modulated only by the power level of the peak power and the bias power, or may be modulated by a power level in a range from 0 mW to the peak power.
  • the power of the recording mark is lower than any of the peak power and the bias power, and the optical state of the recording mark is not affected by the irradiation of the laser beam 1 at that power level, and the recording mark from the optical information recording medium is not affected.
  • the power at which a sufficient amount of reflected light is obtained for reproduction is defined as the reproduction power (P r (mW)), and the signal from the optical information recording medium obtained by irradiating the laser beam 1 with the reproduction power is detected.
  • the information signal is reproduced by reading the information with a container.
  • the wavelength of the laser beam 1 is preferably 700 nm or less, and more preferably in the range of 350 to 450 nm for high density.
  • the numerical aperture NA of the objective lens 54 is preferably in the range of 0.5 to 1.1, and more preferably in the range of 0.6 to 1.0. .
  • the linear velocity of the optical information recording medium when recording information is about 1 Om / sec. Good. This allows a transfer rate of 7 OMbps.
  • the focal point of the laser beam 1 is focused on the first recording layer 203.
  • information is recorded on the first recording layer 203 by the laser beam 1 transmitted through the transparent layer 3.
  • Reproduction is performed using the laser beam 1 reflected by the first recording layer 203 and transmitted through the transparent layer 3.
  • the laser beam 1 is focused on the second recording layers 41, 42, and 43, and the transparent layer 3, the first information layer 31, and the optical Information is recorded by the laser beam 1 after passing through the separation layer 32.
  • the reproduction is performed by using the laser beam 1 reflected by the second recording layer 303 and transmitted through the optical separation layer 32, the first information layer 31, and the transparent layer 3.
  • the information recording medium 14 shown in FIG. 4 when a guide groove for guiding the laser beam 1 is formed on the substrate 2, the optical separation layers 32, 33, and 35, the information is expressed by the laser beam 1 This may be performed between grooves (group) closer to the laser beam or on a land (land) farther from the laser beam 1. Information may be recorded in both the group and the land.
  • laser beam 1 modulates the power between Pp and Pb, and (1-7) modulation modulates a random signal from mark length 0. (2 T) to 0.596 m (8 T). It was recorded and evaluated by measuring the jitter between the front end and the rear end with a time interpol analyzer.
  • the information recording medium 60 is an electrical information recording medium capable of recording and reproducing information by applying a current.
  • the information recording medium 60 has a structure in which a lower electrode 62, a recording layer 63 of the present invention, and an upper electrode 64 are sequentially laminated on a substrate 61.
  • the lower electrode 62 and the upper electrode 64 are formed to apply a current to the recording layer 63 of the present invention.
  • the recording layer 63 of the present invention is a material that causes a reversible phase change between a crystal part and an amorphous part by Joule heat generated by application of an electric current. The phenomenon that the resistivity changes between the two is used for recording information.
  • the same material as that of the recording layer 103 of Embodiment 1 can be used, and the recording layer 63 of the present invention is the same as that of the recording layer 103 of Embodiment 1. It can be formed by a method.
  • the lower electrode 62 and the upper electrode 64 are composed of a single metal material such as Al, Au, Ag, Cu, Pt, or one or more of these elements as a main component.
  • An alloy material to which one or more other elements are appropriately added for improving moisture resistance or adjusting thermal conductivity can be used.
  • the lower electrode 62 and the upper electrode 64 can be formed by sputtering a metal base material or an alloy base material as a material in an Ar gas atmosphere.
  • An electric information recording / reproducing device 66 is electrically connected to the information recording medium 60 via an application section 65.
  • a pulse current 67 is applied between the lower electrode 62 and the upper electrode 64 to apply a current pulse to the recording layer 63 of the present invention.
  • a resistance measuring device 70 is provided between the lower electrode 62 and the upper electrode 64 via a switch 69. Connected.
  • the switch 68 is closed (the switch 69 is open) and a current pulse is applied between the electrodes. Is applied so that the temperature of the portion to which the current pulse is applied is maintained at a temperature higher than the crystallization temperature of the material and lower than the melting point for the crystallization time.
  • a higher current pulse is applied for a shorter period of time, and the recording layer 63 of the present invention is melted at a temperature higher than the melting point, and then rapidly cooled.
  • the resistance value when the recording layer 63 of the present invention is in the amorphous phase is r a and the resistance value of the recording layer 63 of the present invention in the crystalline phase is r c , r a > r c Become. Therefore, by measuring the resistance value between the electrodes with the resistance measuring device 70, it is possible to detect two different states, that is, information of one value.
  • a large-capacity electrical information recording medium 71 as shown in FIG. 15 can be configured.
  • a configuration similar to that of the information recording medium 60 is formed in a minute area. Recording / reproducing of information to / from each memory cell 72 is performed by designating one read line 73 and one bit line 74 respectively.
  • FIG. 16 shows an example of the configuration of an information recording system using an electric information recording medium 71.
  • the storage device 75 includes an electrical information recording medium 71 and an addressing circuit 76.
  • the address line circuit 76 specifies the read line 73 and the bit line 74 of the electrical information recording medium 71, and each memory cell
  • Recording and playback of information to and from 72 can be performed.
  • information can be recorded on the electrical information recording medium 71. Playback can be performed.
  • Embodiment 7 describes an example of the information recording medium of the present invention.
  • FIG. 21 shows a partial cross-sectional view of the information recording medium 220 of the seventh embodiment.
  • the information recording medium 220 is an optical information recording medium capable of recording and reproducing information by irradiating the laser beam 1, and can be used for a DVD-RAM medium.
  • the information recording medium 220 includes a first dielectric layer 101,
  • the laser beam 1 is incident from the substrate 222 side, and in the present embodiment, the wavelength is about 660 nm. Laser beam 1 can be used.
  • polycarbonate can be used similarly to the substrate 2 of the first embodiment.
  • a substrate having a thickness of about 600 / im is preferably used.
  • An uneven guide groove may be provided on the substrate 222 as necessary.
  • the groove surface closer to the laser beam 1 is defined as a group, and the groove surface farther from the laser beam 1 is defined as a land.
  • the first dielectric layer 101 has the same function as that of the first embodiment, and the same material can be used.
  • the film thickness by calculation based on the matrix method, for example, when using a Z n SS i O 2, preferably in the range of 100 nm ⁇ 160n m in the present embodiment.
  • the first interface layer 102 and the second interface layer 104 have the same function as in the first embodiment, and the same material can be used. Similarly, the film thickness is preferably 1 nm to 10 nm.
  • the recording layer 103 of the present invention can be made of a material containing Ge, Te, Ml, M2, and M3 as in the first embodiment, and has a thickness of 6 nm to 1 in the present embodiment. 2 nm is preferred.
  • the second dielectric layer 105 has the same function as the first embodiment, and the same material can be used.
  • the film thickness by calculation based on the matrix method, for example, Z 11 SS i 0 if 2 was used, arbitrary preferable in the range of 20 nm to 60 nm in this embodiment.
  • the light absorption correction layer 227 has a ratio A c / A between the light absorption coefficient A c of the recording layer 103 when the recording layer 103 is in a crystalline state and the light absorption coefficient A a of the recording layer 103 when the recording layer 103 is in an amorphous state. Adjusts a so that the mark shape is not distorted during rewriting.
  • the light absorption correction layer 227 is preferably formed of a material having a high refractive index and appropriately absorbing light. For example, for a laser beam having a wavelength of about 660 nm, the light absorption correction layer 227 can be formed using a material having a refractive index n of 3 or more and 6 or less and an extinction coefficient k of 1 or more and 4 or less.
  • amorphous Ge alloys such as Ge—Cr and Ge—Mo
  • amorphous Si alloys such as Si—Cr, Si—Mo, and Si—W
  • materials selected from crystalline metals, semi-metals and semiconductor materials such as Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe, and PbTe.
  • the thickness of the light absorption correction layer 2 27 is 10 ⁇ ⁇ ! It is preferably from 60 nm to 60 nm, more preferably from 20 nm to 50 nm.
  • the reflective layer 106 has the same function as that of the first embodiment, and the same material can be used. Similarly, the film thickness is 30 n n! 2200 nm is preferable, and 50 nm to 160 nm is more preferable.
  • the adhesive layer 6 is provided for bonding the dummy substrate 225 to the reflective layer 106.
  • the adhesive layer 6 may be formed using a material having high heat resistance and high adhesiveness, for example, an adhesive resin such as an ultraviolet curable resin.
  • the adhesive layer 6 may be formed of a material mainly composed of an acrylic resin or a material mainly composed of an epoxy resin.
  • a protective layer made of an ultraviolet curable resin and having a thickness of 5 to 20 ⁇ m may be provided on the surface of the reflective layer 106 before forming the adhesive layer 6.
  • the thickness of the adhesive layer 6 is preferably 15 to 40 x m, and more preferably 20 to 35 ⁇ 3 ⁇ .
  • the dummy substrate 222 enhances the mechanical strength of the information recording medium 220 and protects the laminated body from the first dielectric layer 101 to the reflective layer 106.
  • the preferred material for the dummy substrate 222 is the same as the preferred material for the substrate 222.
  • the dummy substrate 222 and the substrate 222 are Preferably, they are formed of substantially the same material and have the same thickness.
  • the order of film formation is opposite to that of the first embodiment.
  • the description of the content of the method for forming each layer that is the same as that of the first embodiment will be omitted.
  • a substrate 222 (having a thickness of, for example, 60 ⁇ ) is prepared and placed in a sputtering apparatus.
  • a first dielectric layer 101 is formed on the substrate 222.
  • the first dielectric layer 101 is formed on the side where the guide groove is formed.
  • a first interface layer 102 is formed on the first dielectric layer 101, and a recording layer 103 is formed on the first interface layer 102.
  • a second interface layer 104 is formed on the recording layer 103, and the second interface layer 104 is formed on the second interface layer 104.
  • a second dielectric layer 105 is formed.
  • a light absorption correction layer 227 is formed on the second dielectric layer 105.
  • the light absorption correction layer 227 performs sputtering using a DC power supply or a high-frequency power supply.
  • sputtering targets amorphous Ge alloys such as Ge—Cr and Ge—Mo, amorphous Si alloys such as Si—Cr and Si—Mo, Te compounds, and
  • Consists of materials selected from crystalline metals, semi-metals, and semiconductor materials such as Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe, and PbTe Use something.
  • the sputtering is generally performed in an Ar gas atmosphere.
  • a reflective layer 106 is formed on the light absorption correction layer 227.
  • the substrate 222 which is sequentially stacked from the first dielectric layer 101 to the reflective layer 106, is taken out of the sputtering apparatus. Then, an ultraviolet curable resin is applied as an adhesive layer 6 to the surface of the reflective layer 106 by, for example, a Sincoat method. The dummy substrate 225 is brought into close contact with the applied ultraviolet curable resin, and ultraviolet light is irradiated from the dummy substrate 225 side to cure the resin, thereby completing the bonding step.
  • the initialization step is a step in which the recording layer 103 in an amorphous state is crystallized by irradiating a semiconductor laser, for example, to a temperature higher than a crystallization temperature.
  • the initialization step may be performed before the bonding step. As described above, by sequentially performing the step of forming the adhesive layer 6 and the step of bonding the dummy substrate 225, the information recording medium of the seventh embodiment is provided.
  • Embodiment 8 describes a method for evaluating the recording and reproduction of the information recording medium 220 of the present invention.
  • the recording / reproducing apparatus 23 shown in FIG. 13 can be used for the recording / reproducing evaluation of the information recording medium 220.
  • the recording / reproducing device 23 includes a spindle motor 51 for rotating an information recording medium 220, an optical head 52 having a semiconductor laser 53 for emitting a laser beam 1, and a laser beam 1 for transmitting the laser beam 1 to the information recording medium 2.
  • An information recording system having a general configuration including an objective lens 54 for focusing light on the recording layer 103 of 20 is used. Can be.
  • recording and reproduction with a capacity of 4.7 GB can be performed by using a semiconductor laser having a wavelength of about 660 nm and an objective lens having a numerical aperture of about 0.6.
  • Example 1 the information recording medium 11 shown in FIG. 1 was prepared, and the material of the recording layer 103, the crystallization temperature Tx of the information recording medium 11, the limit of the reproducing power maxPr, and The relationship with the rewriting performance Aow was examined. Specifically, four types of samples of the information recording medium 11 in which the material of the recording layer 103 was different were prepared.
  • the recording layer 103
  • Example 1 Sn, Tb, and Dy were used as Ml, Te was used as M3, and three types of recording layers 103 in which M1M3 was S11Te, TbTe, and DyTe were used.
  • M1M3 was S11Te, TbTe, and DyTe were used.
  • the crystallization temperature TX of the information recording medium 11 the limit value of the reproducing power in a XPr, and the rewriting performance Aow after long-term storage were measured.
  • a sample for measuring the crystallization temperature TX of the recording layer 103 is a sample piece
  • a sample for measuring the limit value of the reproduction power ma XPr, and the rewritability A ow after long-term storage is a sample disk, and a sample piece is obtained by the following method. And four sample discs were manufactured.
  • a quartz substrate (diameter: 10 mm, thickness: 0.3 mm) was prepared and placed in a sputtering apparatus. Its quartz substrate on the recording layer 103 (thickness 10 nm), as a cover layer (Z r 0 2) 2 5 (S i 0 2) 2 5 (C r 2 0 3) 5 o (m.
  • a polycarbonate substrate (diameter 120mm, thickness 1.1mm) with guide grooves (20nm deep, 0.32nm between groove groups) for guiding laser beam 1 was prepared.
  • the substrate 2 was placed in a sputtering apparatus, and AgP d-CuH (80 nm thick) was used as the reflective layer 106 on the group forming side of the substrate 2, and (ZnS) 8 was used as the second dielectric layer 105. (S i 0 2 ) 2 .
  • the layers (20 nm thick) were laminated.
  • an Ni layer (5 nm thick) and an A1 layer (an interface layer) were formed on the reflective layer 106 as an interface layer.
  • (ZnS) 8 is formed as the second dielectric layer 105. (S i 0 2 ) 2 .
  • Layer (thickness 20 nm) a second interface layer 104 (Z r O 2) 2 5 (S i 0 2) 2 5 (C r 2 0 3) 5.
  • (S i 0 2 ) 2 The layers (thickness: 60 nm) were sequentially laminated by a sputtering method.
  • an ultraviolet curable resin was applied onto the first dielectric layer 101, a polycarbonate sheet one preparative (diameter 120 mm, thickness 90 ⁇ ⁇ ) Hitoshi by the close contact with the first dielectric layer 101 rotate -
  • the transparent layer 3 was formed by irradiating ultraviolet rays to cure the resin layer.
  • an initialization step of crystallizing the recording layer 103 with a semiconductor laser was performed.
  • four types of samples having different materials for the recording layer 103 were prepared.
  • the film thicknesses of the first dielectric layer 101 and the second dielectric layer 105 were strictly determined by calculation based on a matrix method. Specifically, these thicknesses are set so that the reflectance R c (%) at the mirror portion of the substrate of the information recording medium 11 in the crystal part of the recording layer 103 is about 20% using a wavelength of 405 nm. Further, the reflectance Ra (%) of the amorphous portion of the recording layer 103 on the mirror surface of the information recording medium 11 in the substrate was determined to be about 2%.
  • the limit value ma XP r of the reproducing power of the information recording medium 11 and the rewriting performance A ow after long-term storage were measured.
  • the wavelength of the laser beam 1 is 405 nm
  • the numerical aperture NA of the objective lens 54 is 0.85
  • the shortest mark length is 0.149 ⁇
  • the linear velocity of the sample during measurement is the limit value of the reproduction power maxP r
  • the measurement was 5.3 s
  • the rewriting performance after long-term storage A ow was 10.6 mZ s. Information was recorded in the group.
  • the laser beam 1 is power-modulated between the peak power P and the bias power P b as described in the fifth embodiment, and the (1-7) modulation method is used.
  • a random signal with a mark length of 0.149 ⁇ (2 ⁇ ) to 0.596 ⁇ (8 ⁇ ) was continuously recorded in the same group for 10 rewrites.
  • the limit value of the playback power at which no occurrence occurs ma XP r is ma XP r ⁇ 0.25 mW 1 ⁇ 2X, 0.25 mW ⁇ max P r ⁇ 0.35 mW is ⁇ , 0.
  • 35 mW ⁇ maxPr was set to ⁇ .
  • the sample on which the signal was recorded was left in a thermo-hygrostat at a temperature of 80 ° C and a relative humidity of 20% for 100 hours. After recording for 100 hours, the recorded signal before leaving
  • the jitter between the front end and the rear end after one rewrite after standing for a time was measured, and the average jitter between the front end and the rear end was defined as the jitter after long-term storage.
  • the rewriting performance after long-term storage was evaluated by comparing with the jitter before and after long-term storage. In this case, the smaller the increase in jitter before and after long-term storage, the better the rewriting performance after long-term storage.
  • the increase in jitter before and after long-term storage is defined as ⁇ J i t. ⁇ ⁇ i t. ⁇ 2% is ⁇ , 2 ° / 0 ⁇ AJ i t. ⁇ 3% is mu, 3% ⁇ AJ i t.
  • Table 1 shows the material of M1 in the recording layer 103 of the information recording medium 11, the crystallization temperature Tx of the information recording medium 11, the evaluation result of the limit value of the reproducing power maxPr, and the long-term storage. The evaluation results of the rewriting performance A ow of the above are shown.
  • the crystallization temperature TX of the recording layer 103 is 228 ° C, and the limit value of the reproducing power maxPr is Although it was 0.25 or more, it was found that it was insufficient when it was less than 0.35.
  • the crystallization temperature T X of the recording layer 103 at Sampnore 1-3 was 233 ° C, and the recording layer of Samples 1-4
  • the crystallization temperature TX of 103 was 236 ° C, and it was found that the limit value ma XPr of the reproduction power was 0.35 mW or more, which was sufficient for all samples. At this time, it was also found that the rewriting performance Aow after long-term storage was sufficient at 2% or less.
  • the limit value maxPr of the reproduction power is less than 0.35 mW, and deterioration due to reproduction light is confirmed.
  • Tb and Dy are used as Ml, the amorphous portion of the recording layer can be stably present with respect to the reproduction light because the limit value maxPr of the reproduction power is 0.35 mW or more. all right.
  • Example 2 the information recording medium 11 shown in FIG. 1 was prepared, and the relationship between the material of the recording layer 103, the reproduction power limit value ma XPr of the information recording medium, and the rewritability A ow after long-term storage was examined.
  • Example 2 the information recording medium 11 shown in FIG. 1 was prepared, and the relationship between the material of the recording layer 103, the reproduction power limit value ma XPr of the information recording medium, and the rewritability A ow after long-term storage was examined.
  • Eight types of samples having different materials for the recording layer 103 were prepared.
  • M1M3 eight types of GaTe, MnTe, NiTe, PbTe, SnTe, ZnTe, GdTe, and DyTe were used as M1M3. These materials are Te compounds with different melting points and different crystal structures. These eight samples were prepared by the same method as the sample disk of Example 1, and the read power limit value maxPr and the rewriting performance Aow after long-term storage were evaluated using the same method as in Example 1. .
  • the limit value of the reproduction power ma XP r is max P r ⁇ 0.25 ⁇ iX, 0.25 mW ⁇ max P r ⁇ 0.35 lnW is ⁇ , 0.35 mW ⁇ max P r is ⁇ , the increase in jitter before and after long-term storage ⁇ J it. is ⁇ J it. ⁇ 2% ⁇ , 2% ⁇ i t. ⁇ 3% is m, 3% ⁇ J i t Is X.
  • the recording layer 103 is M 2 force SS b [(GeTe) 0. 9 5 (M 1 M 3) 0. 0 5]
  • ⁇ 13 is a 5 i in the case of the recording layer 103 [(G e T e) 0, 9 5 (M 1 B i) 0. o 5] 2 2 M2 2 Te 3 , the same results were obtained.
  • the crystallization temperature is high, the limit value of the read power was as good as 0.35 mW or more, and the evaluation of the rewriting performance Aow after long-term storage was as good as 2% or less.
  • M1M3 has a cubic crystal structure and a melting point of 1300 ° C or more. It was found that the use of a recording medium that does not cause reproduction light deterioration and has excellent rewriting performance after long-term storage can be obtained.
  • Example 3 the information recording medium 11 of FIG. 1 was prepared, and the relationship between the material of the recording layer 103, the reproduction power limit value ma XPr of the information recording medium, and the rewritability A ow after long-term storage was examined. . Specifically, eight types of sumps / records having different materials for the recording layer 103 were prepared.
  • the information recording medium 11 has a recording layer 103 [(GeTe)]. 9 .
  • Example 5 in the information recording medium 17 shown in FIG. 7, the measurement of the reproduction power limit value ma XPr and the rewriting performance Aow for long-term storage were performed for the first information layer 31 and the second information layer 41. went. Specifically, samples in which the materials of the first recording layer 203 and the second recording layer 303 were different were prepared.
  • Example 1 CeBi, GdBi, NdBi, ErBi, DyBi, GdTe, and DyTe were used as M1M3. With respect to the created sample, the limit value maxPr of the reproduction power in the first information layer 31 and the second information layer 41 of the information recording medium 17 and the rewriting performance Aow after long-term storage were evaluated.
  • the sample was manufactured as follows. First, as a substrate 2, a polycarbonate substrate (120mm in diameter, 1.1mm in thickness) having a guide groove (20nm in depth, track pitch 0.32 ⁇ ) for guiding the laser beam 1 was prepared. Placed within. Then, on the group forming side of the substrate 2, the second reflective layer 3
  • a layer (5 nm in thickness) and a (ZnS) 80 (Sio 2 ) 20 layer (22 nm in thickness) as the third dielectric layer 301 were sequentially laminated by a sputtering method. Since the second reflective layer 306 contains an Ag alloy and the fourth dielectric layer 305 contains S, a Ni layer (thickness) is formed between the second reflective layer 306 and the fourth dielectric layer 305 as an interface layer. An A 1 Cr layer (thickness: 10 nm) was sequentially formed on the second reflective layer 306.
  • the thickness of the fourth dielectric layer 305 and the thickness of the third dielectric layer 301 are calculated based on a matrix method at a wavelength of 405 nm.
  • the amount of light reflected at the crystal part of the second recording layer 303 is larger than the amount of light reflected at the amorphous part, and the change in the reflectance between the crystal part and the amorphous part of the second recording layer 303 is large. Strictly determined to increase the light absorption efficiency of 303.
  • an ultraviolet curable resin is applied on the third dielectric layer 301, and a substrate having a guide groove (depth: 20 nm, gap between groove groups: 0.32 / zm) is covered thereon and brought into close contact with the third dielectric layer, and then rotated. By doing so, a uniform resin layer was formed, and after the resin was cured, the substrate was peeled off. By this step, the optical separation layer 32 in which the guide groove for guiding the laser beam was formed on the second information layer 41 side was formed.
  • T i 0 2 layer as the transmittance adjusting layer 207 (thickness 20 nm)
  • a g- P d- C u layer as the first reflective layer 206 (thickness l onm) No.
  • an ultraviolet curable resin is applied on the first dielectric layer 201, and a polycarbonate sheet (diameter: 12 Omrn, thickness: 90 m) is brought into close contact with the first dielectric layer 201 and rotated to form a transparent layer. Formed three. Finally, an initialization step of crystallizing the entire surface of the second recording layer 303 and an initialization step of crystallizing the entire surface of the first recording layer 203 were performed in this order. As described above,
  • a plurality of samples having different materials for the second recording layer 303 and the first recording layer 203 were manufactured.
  • Table 4 shows that the first information layer and the second information layer have samples 4-1 using CeBi and LaBi, samples 4-2 using GdBi and LaTe, and NdBi.
  • Sample 4-3 using PrTe
  • Sample 4-4 using ErBi and TbBi
  • Sample 4-4 using DyBi and GdTe
  • GdTe and DyB In the samples 4-6 using i and the samples 4-7 using DyTe and DyB i, the reproduction power limit value ma XPr was 0.35 mW or more, and the writing after long-term storage was The replacement performance A o was found to be 2% or less.
  • the raw power limit value ma XPr is 0.35 mW or more, it is a recording mark for reproduction light. It was found that the amorphous part could be stably present. Also, The rewriting performance Aow after long-term storage was 2% or less, indicating that the rewriting performance after long-term storage was good.
  • the first interface layer 202, the second interface layer 204, and the fourth interface layer 304 are formed by the interface between the first dielectric layer 201 and the first recording layer 203, respectively.
  • the same measurement as in Example 5 was performed for the case where the recording layer was formed at the interface between the first recording layer 203 and the second dielectric layer 205 and at the interface between the second recording layer 303 and the fourth dielectric layer 305. Since the third dielectric layer 307 is in contact with the recording layer 303, (ZrO
  • the first interface layer 202, the second interface layer 204, and the third interface layer 302 are formed by the first dielectric layer 201 and the first recording layer 203, respectively. Interface, the interface between the first recording layer 203 and the second dielectric layer 205, and the third dielectric layer
  • Example 30 1 formed at the interface of the second recording layer 303, as a fourth dielectric layer 308 (Z r O 2) 2 5 (S i 0 2) 2 5 (C r 2 0 3) 5.
  • Z r O 2 Z r O 2 5
  • S i 0 2 S i 0 2 5
  • C r 2 0 3 dielectric layer
  • Sump ⁇ was manufactured as follows. First, as substrate 4, a guide groove (40 nm deep, 0.344 ⁇ m between groups) for guiding laser beam 1 is provided. The formed polycarbonate substrate (120 mm in diameter and 0.6 mm in thickness) was prepared and placed in a sputtering apparatus. Then, on the group formation side of the substrate 4, (ZnS) 8 is formed as the first dielectric layer 201. (S i O 2 ) 2 .
  • a polycarbonate substrate (diameter: 12 Omm, thickness: 0.6 mm) was prepared as the dummy substrate 5, and placed in a sputtering apparatus. Then, a second information layer 36 was formed on the dummy substrate 5. .
  • an ultraviolet curable resin is applied on the transmittance adjusting layer 207, and the second information layer 36 is adhered thereon and rotated to form a uniform resin layer, and is irradiated with ultraviolet light. Then, the resin was cured to form an optical separation layer 33. Lastly, an initialization step for initializing the entire surface of the first recording layer 203 was performed. As described above, a plurality of samples having different M1M3 in the material of the first recording layer 203 were prepared.
  • the reproduction power of the first information layer 31 of the information recording medium 20 with respect to M 1 M 3 of the first recording layer 203 was determined in the same manner as in Example 1. Measure the limit value ma XP r and the rewriting performance A ow after long-term storage ⁇ i- o
  • the wavelength of the laser beam 1 is 405 nm
  • the numerical aperture N A of the objective lens 54 is
  • the linear velocity of the sample during measurement was 8.6111 / 3
  • the shortest mark length was 0.294 Atm, and the information was recorded in groups.
  • the limit value of the reproduction power ma XPr and A ow after long-term storage were measured for the Ml M3 material of the first recording layer 203 as in Example 3, and M 1 was Sc
  • at least one element selected from the group consisting of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb and Lu it is possible to suppress the deterioration of reproduction light, An information recording medium 20 having good rewriting performance was obtained.
  • the information recording medium 21 of FIG. 11 there is no first interface layer 202, and a second interface layer 204 is formed between the recording layer 203 and the second dielectric layer 205, and the first dielectric layer 208 as (Z r 0 2) 2 5 (S i 0 2) 2 5 (C r 2 O 3) 5.
  • the same experiment as described above was performed for the case of using the layer (thickness: 25 nm).
  • the read power limit value maxPr in the first information layer 31 and the value after long-term storage An information recording medium 21 having good rewriting performance Aow was obtained.
  • Example 8 the information recording medium 60 of FIG. 14 was manufactured, and the phase change of the recording layer 63 due to application of current was confirmed.
  • a current pulse having an amplitude of 2 mA is applied between the lower electrode 62 and the upper electrode 64 when the recording layer 63 is in the amorphous phase high resistance state, and the current is applied.
  • the phase change of the recording layer 63 was confirmed while increasing the pulse width by 10 ns.
  • a current pulse having a pulse width of 80 ns was applied, the recording layer 63 changed from an amorphous phase to a crystalline phase.
  • a current panel having an amplitude of 10 mA is applied between the lower electrode 62 and the upper electrode 64.
  • the phase change of the recording layer 63 was confirmed while increasing the pulse width of the applied current pulse by 10 ns.
  • the recording layer 63 changed from a crystalline phase to an amorphous phase.
  • a reproducing current pulse having an amplitude of 0.1 mA and a pulse width of 2 ns is applied between the lower electrode 62 and the upper electrode 64 of the recording layer 63 for 4 minutes. Then, when the phase change of the recording layer 63 was examined, it was found to be in an amorphous phase.
  • the recording layer 63 using a rare earth element for Ml contributes to the improvement of the crystallization temperature and the upper limit of the reproduction current pulse. I understand. Therefore, [(Ge T e) 0 9 5 (M1M3) o 0 s] 2 M 2 2 T e 3 can verify that it is possible to use the electrical information recording medium ⁇
  • Example 9 the information recording medium 13 shown in FIG. 3 was prepared, and the relationship between the material of the recording layer 103, the reproduction power limit value ma XPr of the information recording medium, and the rewritability A ow after long-term storage was examined.
  • 14 types of samples having different materials for the recording layer 103 were prepared.
  • the sample disk was used as a substrate 2 with a polybore with guide grooves (20 nm deep, 0.32 nm between groups) for guiding the laser beam 1.
  • a substrate 120 mm in diameter and 1.1 mm in thickness
  • a sputtering target 80 shown in FIG. 17 was prepared as a sputtering target.
  • the sputtering target 80 includes a backing plate 82 (140 mm in diameter, 6 mm in thickness) mainly composed of Cu and a target 81 (100 mm in diameter, 6 mm in thickness).
  • Recording layer 103 [(Ge Te) x (M1M3) X _J A M2 2
  • the target 81 using a G e T e, M1M3, M2 2 Te 3 and M 2 sputtering target 80 which have been conducted under created to melt the.
  • the substrate 2 and the sputtering target 80 were placed in a vacuum chamber 84 of a sputtering apparatus 83 as shown in FIG. 18, and the inside of the vacuum chamber 84 was sufficiently evacuated using a vacuum pump 85 from an exhaust port 86.
  • Ar gas was introduced from the gas inlet 87, and in forming the recording layer 103, plasma was generated using a DC power supply as the power supply 88, thereby performing sputtering to form a film on the substrate 2.
  • the Ag—Pd—Cu layer (thickness 80 ⁇ m) as the reflective layer 106 on the group forming side of the substrate 2, and (Zr 0 2 ) 25 (S i 0 2 ) 25 (G a 2 ) as the second dielectric layer 108 0 3 ) 5 .
  • Layer (thickness 22 nm), recording layer 103 (thickness l Onm), first interface layer 102
  • the thicknesses of the first dielectric layer 101 and the second dielectric layer 108 were strictly determined by calculation based on a matrix method. Specifically, these thicknesses are set so that the reflectance Rc (%) at the mirror portion of the substrate of the information recording medium 11 in the crystal part of the recording layer 103 is about 20% using a wavelength of 405 nm. In addition, the reflectance Ra (%) of the amorphous portion of the recording layer 103 on the mirror surface of the information recording medium 11 on the substrate is about 2% or less. It was decided to be.
  • the reproduction power limit value ma XPr of the information recording medium 13 and rewriting after long-term storage was measured.
  • the wavelength of the laser beam 1 was 405 nm
  • the numerical aperture NA of the objective lens 54 was 0.85
  • the shortest mark length was 0.149 / zm.
  • Example 2 The measurement of the reproduction power limit value ma XP r and the rewriting performance A ow after long-term storage was performed in the same manner as in Example 1.
  • the evaluation value of the reproducing power at which the reproduction light does not deteriorate is maxPr maxPr ⁇ 0.25mW
  • X is 0.25mW ⁇ maxPr ⁇ 0.
  • Three 0.3mW ⁇ max Pr is ⁇ , and in the evaluation of the rewriting performance A ow after long-term storage, the increase in jitter before and after long-term storage is defined as ⁇ J i t. % Is ⁇ , 2% and ⁇ J i t. ⁇ 3%, and 3% ⁇ AJ i t.
  • Table 5 shows the evaluation results of the limit value ma XPr of the reproduction power and the evaluation results of the rewritability A ow after long-term storage for the material of the recording layer 103 having different M 1 in the information recording medium 13. Indicated.
  • the signal recorded at a linear speed of 9.84 m / s before long-term storage was reproduced at a linear speed of 4.92 m / s to measure the jitter before long-term storage, and the signal recorded before long-term storage was stored after long-term storage.
  • the jitter after long-term storage by reproducing at a linear speed of 4.92 m / s was measured, and the increase ⁇ J it (Ar c) of the jitter before and after long-term storage was determined.
  • Ml La, Ce Nd, Sm, Gd Tb and 7 types of Dy are relatively cheap compared to other M1! / It is a relatively preferred element that is used in industry as a material for magneto-optical information recording media and magnets, etc. It is a more preferable element for Ml material. In particular, in mass production of information recording media, low material costs and easy availability of materials are very important factors. Among Ml, La, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb And 7 types of Dy are more preferable.
  • M2 is also in S b a is the recording layer 103 [(GeTe) 0. 9 (M 1 T e) 0. J 31 S b 4 T e 3
  • Ml is S c, Y, L a, C e, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb or Lu
  • the reproduction power limit value ma XPr and the rewriting performance Aow after long-term storage Good results were obtained.
  • 1 [3 is 8 i recording layer 103 [(GeTe) 0. 9 (M 1 B i) 0.
  • the case where the first nucleation layer 111 is adjacent only to the first interface layer 102 side of the recording layer 103 as the nucleation layer was examined.
  • the recording layer 1 03 [(Ge T e) 0. 9 (D y T e) 0. J 60 S b 2 Te 3 (thickness 9 nm), Sn Te (thickness 1 nm) as the first nucleation layer 11 1 are sequentially stacked, and thereafter, using the same material and method as in Example 9, The first interface layer 102 and subsequent layers were sequentially formed.
  • a good reproduction power limit value maxPr and a rewriting performance Aow after long-term storage were obtained.
  • Recording layer 103 used in this example 10 [(Ge T e) 0 . 9 (D y T e) 0 J 60 S b 2 Te 3 in the information recording medium 230 and 240 having a (thickness 9 nm of) long-term
  • the increase in jitter ⁇ J it (A rc) before and after storage satisfies ⁇ J it (A rc) and 2%, and good reproduction performance after long-term storage A rc was obtained.
  • Example 11 the information recording medium 13 shown in FIG. 3 was prepared, and the relationship between the material of the recording layer 103, the reproduction power limit value ma XPr of the information recording medium 13 and the rewritability A ow after long-term storage was examined.
  • eight types of samples having different compositions of the recording layer 103 were prepared.
  • the recording layer 103 is represented by [(GeTe) x (M 1 M 3) x _ x ] A M 2 2 + B T e 3 , and recorded using Dy for Ml, Bi for M2, and Te for M3.
  • the layer 103 [(GeT e) y ( Dy T e) preparative x] a B i 2 + B T e 3, x, a, of B, the value is different from the three types of x only, the value of a only is different A total of eight types of recording layers 103 were used, two types and three types differing only in B.
  • the following evaluation was performed on the sample.
  • the laser beam 1 is power-modulated between the peak power Pp and the bias power Pb as described in the fifth embodiment, and the (11-7) modulation method is used to change the mark length from 0.149 / xm (2T) to 0.596 ⁇ .
  • the random signal up to (8 ⁇ ) was rewritten in the same group and recorded continuously 10 times.
  • jitter a time interval analyzer
  • Jitter was measured at a sample linear velocity of 4.92 m / s with respect to the values of the peak power Pp and the bias power Pb.
  • the peak power P at this time is defined as the recording sensitivity Pw, especially when the recording is performed at the linear velocity of the sample of 4.92 m / s.
  • the recording sensitivity was set to 1 ⁇ recording sensitivity Pw.
  • Table 6 shows the evaluation results of the 1X recording sensitivity, the evaluation results of the limit value of the reproducing power ma XPr, and the results after long-term storage for the material of the recording layer 103 having different X values in the information recording medium 13. The evaluation results of the rewriting performance Aow are shown. Table 6
  • the recording layer 103 [(GeTe) x (DyTe ), _ ⁇ ] Oite to 31 ⁇ i 2 Te 3, X are each 0.50, 0.80, sample 6 1 is 0.99 In 6-3, good results were obtained in all evaluations of 1X recording sensitivity P w, limit value of reproduction power ma XP r, and rewriting performance A ow after long-term storage. In particular, Sample 6_2 and Sample No.6_3, in which X was 0.80 and 0.99, respectively, showed very good 1X recording sensitivity.
  • the reproduction power limit value at which reproduction light degradation does not occur ma XP r f ma XP r ⁇ 0.25 m ⁇ ⁇ X, 0.25 mW ⁇ max P r ⁇ 0.35 mW is ⁇ , 0.35 mW ⁇ max Pr is ⁇
  • the evaluation of rewriting performance Aow after long-term storage shows jitter before and after long-term storage. Is defined as ⁇ J i t., ⁇ J i t. ⁇ 2% is defined as ⁇ , 2% ⁇ AJ i t. ⁇ 3% is defined as 3% ⁇ ] i t.
  • Table 7 shows the evaluation results of the limit value ma XPr of the reproduction power and the evaluation results of the rewritability A ow after long-term storage for the materials of the recording layer 103 having different A values in the information recording medium 13.
  • the recording layer 103 [(GeTe) 0. 8 (DyTe) 0. 2] A B i 2 Te 3, A is the sample 7-1 and 7 2 are each 31, 60, the reproducing power Good results were obtained in all evaluations of the limit value ma XP r and the rewriting performance A ow after long-term storage.
  • the recording layer 103 [(GeTe) 0. 8 (DyTe) 0. 2] In the A B i 2 Te 3, when satisfying 22 ⁇ A ⁇ 60, the limit value ma xP r and long reproduction power Evaluation of the rewriting performance Aow after storage showed that good results were obtained.
  • a in the recording layer 103 [(GeTe) x (DyTe ) X _J
  • a B i 2 + B Te 3 is preferably 22 ⁇ A ⁇ 60.
  • the increase in jitter was defined as ⁇ J i t., I for it. ⁇ 2%, X for 2% ⁇ AJ it. ⁇ 3%, and X for 3% ⁇ AJ it.
  • Table 8 shows the evaluation results of the limit value ma XPr of the reproduction power and the evaluation results of the rewritability Aow after long-term storage for the materials of the recording layer 103 having different B values in the information recording medium 13. Indicated.
  • the recording layer 103 [(Ge T e) 0 . 8 (DyT e) 0. 2] 31 in B i 2 + B T e 3 , Sanpunore 8-. 1 to B are each 0, 2, 5 In 8-3, good results were obtained in all evaluations of the reproduction power limit value ma XPr and the rewriting performance Aow after long-term storage.
  • the recording layer 103 [(Ge T e) 0 . 8 (DyT e) 0. 2] 31 in B i 2 + B T e 3 , when satisfying 0 ⁇ B ⁇ 5, the reproduction power limit
  • the evaluation of the value maxPr and the rewriting performance Aow after long-term storage showed that good results were obtained.
  • B of the recording layer 103 [(Ge T e) x (DyT e) x _ x]
  • a B i 2 + B T e 3 is, 0 B ⁇ 5 is preferred.
  • Example 12 only the composition of the recording layer 103 was different from that of Example 11, and the other materials and film thicknesses were the same as those of Example 11, and the information was obtained by the same manufacturing method as in Example 11.
  • Storage medium 13 was created. The relationship between the information recording medium 13 and the rewriting performance Aow after long-term storage was examined.
  • the recording layer 103 [(GeTe) 0. 8 (TbTe) 0. 2]
  • Information recording medium 13 having a 2 B i 2 T e 3, recorded at a linear velocity 39. 4 / s, Linear speed 4
  • the result of this example and the result of Example 11 are satisfied and 0.5 X ⁇ 1.0, 2 ⁇ A ⁇ 60, and 0 ⁇ B 5, good rewriting performance after long-term storage A ow Was obtained.
  • Example 13 recording was performed on two types of samples having different recording layer compositions.
  • the recording layer 103 [(Ge Te) x (M1M3), _ ⁇ ] A M2 2 + B Te 3 can also be expressed as Ge xA Ml (1 — x ) A M2 2 + B M3 (1 — x ) A T e xA + 3 , which indicates that Ge a L ab B i c T e b T e 100
  • Table 9 also shows the calculation results when — a — 2 b — c , that is, Ge a Lab b Te 100 — a — b — c.
  • Samples 9-1 and 9-2 were analyzed for the composition of each element by ICP emission spectroscopy, and the results of the analysis are shown in Table 10.
  • Recording layer 103 [(Ge T e) x (M 1 M 3) x] A M2 2 + B T e 3 , as shown in Example 1 1, 1 2, 0. 5 ⁇ ⁇ ⁇ 1. 0 , 2 A ⁇ 60, and as long as it satisfies the OB 5, it was found that rewriting performance a OW after good long-term storage is obtained.
  • the recording layer 103 [(Ge T e) x (M1M3), _ X J A M 22 + on B, e 3 ⁇
  • e xA M 1 (1 one x) A M 2 2 + B M 3 ( 1 one x) A ie xA + 3 both can be expressed.
  • Example 14 an experiment of the DVD-RAM specification was performed.
  • the information recording medium 220 shown in FIG. 21 was manufactured, and the recording / reproducing evaluation and the reliability evaluation were performed using the recording / reproducing device 23.
  • As the information recording medium 220 seven types of recording media 103 having different M1 materials were prepared.
  • a medium 220 having the recording layer 103 without M1 was also prepared. Recording / reproduction evaluation and reliability evaluation were performed in the range of 16 ⁇ to 5 ⁇ speed. The details of the implementation will be described below.
  • a method for manufacturing the information recording medium 220 will be described.
  • a substrate 222 a polycarbonate substrate (diameter: 120 mm, thickness: 6 mm) with guide grooves (50 nm depth, 0.615 / im between groove grooves) was prepared and sputtered. Installed in the ring device.
  • (ZnS) 8 as the first dielectric layer 101 on the guide groove forming side surface of the substrate 222.
  • M2 is B i [(G e T e ) 0. 95 (M 1 T e) 0 .. 5 ] 8 Bi 2 Te 3 material was used.
  • the seven types of information recording media 220 have a recording layer 103 in which each M 1 is any of La, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb, and Dy. Then on the recording layer 103, a second interface layer 104 (Z r 0 2) 25 (S i O 2) 25 (C r 2 0 3) 5. (Mo 1%) as 2 nm, as second dielectric layer 105 (ZnS) 80
  • the sputtering conditions for each layer will be described.
  • the first dielectric layer 101 and the second dielectric layer 105 a thickness of 6 mm in diameter and 10 Omm (Z n S) 80 (S i 0 2) 2.
  • the (mo 1%) sputtering target in an atmosphere of a pressure 0. 13 P a mixed with 3% 0 2 gas to the Ar gas, was formed by sputtering at an output of 400W by using a high frequency power source.
  • the first interface layer 102 and the second interface layer 104 100 mm in thickness 6mm (Z r 0 2) 25 (S i 0 2) 25 (C r 2 0 3) 50 (mo 1%) diameter sputtering Taringu
  • the target was formed by sputtering at an output of 500 W using a high frequency power supply in an atmosphere of an Ar gas pressure of 0.13 Pa.
  • the recording layer 103 has a diameter of 10
  • a sputtering target containing O, 6 mm in thickness, G e, D e, Ml, and B i was placed in an atmosphere of Ar gas mixed with 3% N 2 gas at a pressure of 0.13 Pa. , by sputtering at an output of 100W using a DC power source, [(GeTe) 0. 95 (M 1 T e). .. 5 ] An 8 Bi 2 Te 3 film was formed.
  • M1 was any one of La, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb, and Dy were used.
  • the composition of the sputtering target is not always the same as the composition of the film formed therefrom, so the composition of the sputtering target may be adjusted so that the film composition becomes a desired composition.
  • the light absorption compensation layer 227 is a 100 mm diameter and 6 mm thick spa containing Si and Cr.
  • a sputtering target was formed by sputtering at an output of 30 OW using an RF power supply in an atmosphere of Ar gas pressure of 0.27 Pa.
  • the reflective layer 106 was formed by sputtering an Ag alloy sputtering target having a diameter of 10 Omm and a thickness of 6 mm in an atmosphere of Ar gas pressure of 0.4 Pa using a DC power supply at an output of 200 W.
  • the recording / reproducing device 23 described in the eighth embodiment is used.
  • the linear velocity for rotating the information recording medium 220 is about 65.6 m / s
  • the laser beam 1 is irradiated onto the information recording medium 220 while performing power modulation between Pp (mW) at a high power level and Pb (mW) at a low power level. Then, a random signal having a mark length of 0.42 (3 T) to 1.96 ⁇ (14 mm) was recorded 10 times on the same group surface of the recording layer 103 (by group recording).
  • a jitter value between the front end and a jitter value between the rear ends were measured, and an average jitter value was obtained as an average of these values.
  • the average jitter value is measured for each recording condition, and when the peak power is gradually increased, the average jitter value of the random signal reaches 13%.
  • 1.3 times the peak power of was temporarily determined as ⁇ ⁇ 1.
  • the peak power was fixed at ⁇ 1, the average jitter value was measured under various recording conditions with various bias powers, and the bias signal was measured when the average jitter value of the random signal became 13% or less. ⁇
  • the average value of the upper and lower limits was set to Pb.
  • the bias power was fixed at Pb, the average jitter value was measured for each recording condition with various peak power changes, and the peak power was gradually increased until the average jitter value of the random signal reached 13%.
  • the power of 1.3 times the peak power of was set as P p.
  • Pp and Pb are set for group recording and land recording at 16x speed and 5x speed. When recording under the conditions of Pp and Pb set in this way, for example, in the case of 10 repetitive recordings, 8 to 9% at 16 ⁇ speed and 5 ⁇ speed An average jitter value was obtained.
  • the reliability evaluation is performed to determine whether the recorded signal can be stored under high temperature conditions and whether it can be rewritten after being subjected to high temperature conditions.
  • the recording / reproducing device 23 of the eighth embodiment is used.
  • a random signal is recorded on the above seven types of information recording media 220 at the above-mentioned Pp and Pb speeds, and at a 16x speed and a 5x speed, a plurality of tracks are recorded in a group and a land. And measure the jitter value. After leaving these media in a thermostat at a temperature of 90 ° C and a relative humidity of 20% for 100 hours, remove them. After extraction, the recorded signal is reproduced and the jitter is measured (recording preservation).
  • the jitter is measured by overwriting the recorded signal (rewriteability). Evaluate the reliability by comparing the jitter value before leaving it in the thermostat and the jitter value after leaving it. Reliability is poor when the jitter value increases. The record preservability deteriorates at low speed, and the rewrite preservability deteriorates at high speed. Therefore, in the present example, the record storability at 5 ⁇ speed and the rewrite storability at 16 ⁇ speed were evaluated in the groove and the land.
  • the recording / reproduction evaluation results and reliability evaluation results are shown in the table.
  • Table 11 shows the results at 16 ⁇ speed
  • Table 12 shows the results at 5 ⁇ speed.
  • the units of P p and P b are mW
  • the record preservability and rewrite preservability are as follows: ⁇ if the increase in jitter value is 2% or less, ⁇ if it is more than 2% and 3% or less, ⁇ 3% If it is larger than 10%, it is indicated by X, and if it is 10% or more, it is indicated by XX.
  • the medium Nos. 10-1 to 7 also exhibited good storability at 5 ⁇ speed.
  • the recording layer 103 containing no Ml of the comparative example was used, an increase in jitter of 10% or more occurred at a storage stability of 5 ⁇ speed.
  • M l, [(G e T e) x (M 1 M 3) Preparative x] A M 2 2 + B T e 3 material more be used, 5 ⁇ speed recording preservability and 1 The rewrite preservation of 6x speed was compatible.
  • the crystallization temperature of the recording layer is high, and This is a high-density and high-transfer-rate information recording medium with good thermal stability and suppressed reproduction light degradation.
  • the information recording medium of the present invention can be easily manufactured.

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Abstract

　光学的手段もしくは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす記録層を備えた情報記録媒体であって、　前記記録層は少なくとも、Ｇｅと、Ｔｅと、Ｍ１（但し、Ｍ１はＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ及びＬｕから選ばれる少なくとも一つの元素）と、Ｍ２（但し、Ｍ２はＳｂ及びＢｉから選ばれる少なくとも一つの元素）と、Ｍ３（但し、Ｍ３はＴｅ及びＢｉから選ばれる少なくとも一つの元素）とを含むことを特徴とする情報記録媒体。

Description

明 細 書 情報記録媒体およびその製造方法 技術分野
本発明は、 光学的にまたは電気的に情報を記録、 消去、 書き換え、 再生する情 報記録媒体およびその製造方法に関するものである。
背景技術
情報記録媒体には、 レーザビームを用いて光学的に情報を記録、 消去、 書き換 え、 再生する相変化型光学的情報記録媒体がある。 相変化型光学的情報記録媒体 における情報の記録、 消去、 書き換えにおいては、 その記録層が結晶相と非晶質 相との間で可逆的に相変化を生じる現象を利用する。 一般に、 情報を記録する場 合は、 記録層に高パワー (記録パワー) のレーザビームを照射して記録層を融点 より高い温度まで加熱し、 照射部を溶融したのち急冷することにより、 照射部に 非晶質相を形成して情報を記録する。 一方、 情報を消去する場合は、 記録時より 低パワー （消去パワー） のレーザビームを照射して、 記録層の結晶化温度より十 分に高く融点よりは低い温度まで記録層を加熱することによって記録層を昇温し たのち除冷することにより、 照射部に結晶相を形成して前の情報を消去する。 従 つて、 相変化型光学的情報記録媒体では、 高パワーレベルと低パワーレベルとの 間でパヮ一を変調させたレーザビームを記録層に照射することによって、 既に記 録されている情報を消去しながら新しい情報を記録または書き換えすることが可 能である。 また、 相変ィ匕型光学的情報記録媒体における情報の再生時においては、 記録媒体に対して消去パワーよりも低パワー (再生パワー） のレーザビームを照 射し、 非晶質部と結晶部との反射率の相違により情報を読み出す。 従って、 再生 信号の振幅を大きくするためには、 結晶相と非晶質相との反射率変化が大きいこ とが必要となる。
情報記録媒体ではさらなる大容量ィ匕が切望されており、 様々な大容量化技術が 検討されている。 例えば、 光学的情報記録媒体においては、 2つの記録層を備え る光学的情報記録媒体を用いて情報容量を 2倍に高め、 その片側から入射するレ 一ザビームによって 2つの記録層の記録 ·再生を行う技術が検討されている。 こ の技術を用いる場合、 2層の記録層に対してその片側から入射するレーザビーム によって記録層からの反射率変化を再生信号として読むため、 レーザ入射側の記 録層には透過性が要求される。 従って、 レーザ入射側の記録層は、 透過性を高め るために膜厚を薄くしなければならない。 しかしながら、 記録層の厚さを薄くす ると、 原子が移動しにくくなるために記録層の結晶化速度が低下する。 そのため、 記録層の膜厚を薄くする場合には、 記録層の結晶化速度を向上させることが必要 である。 発明者はその手段として、 G e— S b— T eに S nを添加する方法を開 した (Rie KOJIMA and Noboru YAMADA、 "Acceleration of Crystal ization Speed by Sn Addition to Ge - Sb - Te Phase-Change Recording Material 、
Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 40 (2001) pp. 5930-5937) 。
また、 情報の記録、 消去、 書き換え、 再生に用いるレーザとして、 従来の赤色 レーザより短波長の青紫色レーザを用いたり、 レーザビームが入射する側の基板 の厚さを薄くして開口数 (NA： Numerical Aperture) が大きい対物レンズを使 用したりすることによって、 レーザビームのスポット径をより小さくして記録の 高密度化を行う技術が検討されている。
情報記録媒体では、 高速記録によるさらなる高転送レート化もまた切望されて いる。 情報記録媒体の線速度を上げると、 レーザビームの照射時間が短くなるた め、 記録層が結晶化に要する時間を短くしなければならない。 このため、 記録層 の結晶化速度を向上させることが必要となる。
以上のことから、 情報記録媒体の高密度化および高転送レート化では、 記録層 - の結晶化速度向上が要求されている。 記録層の結晶化速度を向上させる手段とし て、 例えば、 2 0 0 0年 6月発売の 4 . 7 G Bの D V D— R AMにおいても、 G
' 6— 3 15—丁6記録層に3 11を添加する方法を発明者らは提案した （例えば、 特 開 2 0 0 1— 3 2 2 3 5 7号公報参照） 。
(発明が解決しようとする技術的課題）
さらにハイビジョン記録に対応した高密度、 高転送レートな情報記録媒体、 す なわち先に述べた青紫色レーザを用いた情報記録媒体においては、 さらなる結晶 化速度の向上が要求された。 その場合には、 より多くの S nの添加が必要となつ たが、 発明者の実験によると結晶化速度が向上し高密度化および高転送レート化 が可能となるが結晶化温度の低下が伴い、 再生光により再生信号品質の劣化を引 き起こすことが確認された。
このように、 記録情報である非晶質相の結晶化が再生光により進行し、 再生信 号振幅が減少し、 再生信号品質が劣化するという問題が生じた。
記録層においてこのような再生光による結晶化の進行を抑えるには、 再生パヮ 一をできるだけ低くすれば良いが、 再生パワーを低くすると、 レーザノイズの増 力 [Iや再生信号振幅の低下が生じ、 再生時に十分な信号振幅が得られない。 特に、 青紫色レーザを用いた情報記録媒体にぉ 、ては、 非晶質部における反射率は 0 % に近くなるように設計され、 その結果、 非晶質部における記録層の吸収率は 9
0 %以上となっている場合も有り得る。 このように非晶質部での吸収率が大き ヽ 場合には再生光をより吸収してしまうため、 非晶質部は温度が上がりやすい。 こ のため、 非晶質部の結晶化が再生光の照射により進行し、 再生信号振幅が小さく なってしまう。 そこで、 非晶質部の吸収を小さくすることも考えられるが、 非晶 質の吸収率を下げると非晶質部の反射率が上がってしまい、 非晶質部と結晶部の 反射率コントラスト （結晶部での反射率を R c、 非晶質部での反射率を R aとす ると （Rc—Ra) ZRcで表される） が下がり、 再生信号品質の低下を引き起 こす。 従って、 再生パワーを低減する、 もしくは非晶質部の吸収を小さくするの みでは再生信号品質の低下が起こり、 非晶質部の結晶化を抑制する手段として十 分ではない。
本発明は、 高密度且つ高転送レートな情報記録媒体においても、 再生光による 記録信号の劣化を抑制し、 安定に再生することができる情報記録媒体を提供する ことを目的とする。
(その解決方法）
上記目的を達成するため、 本発明の情報記録媒体は、 記録層が光学的手段もし くは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間で可逆的な相変化を起こす情報 記録媒体であって、 記録層が少なくとも、 Geと、 Teと、 Ml (但し、 Mlは S c， Y， La, C e, P r , Nd， Sm, Gd, Tb, Dy， Ho, Er， Y b及び Luから選ばれる少なくとも一つの元素 （以下同じ） ） と、 M2 (但し、 M2は S b及び B iから選ばれる少なくとも一つの元素 （以下同じ） ） と、 M3 (但し、 M3は Te及び B iから選ばれる少なくとも一つの元素 （以下同じ） ） とを含むことを特徴とする。 この情報記録媒体は、 記録層の融点および結晶化温 度が高く、 熱的安定性が良好で、 再生光劣化の抑制が可能である。
なお、 少なくとも 2つの記録層を備えた情報記録媒体において、 少なくとも 1 つの記録層が、 光学的手段もしくは電気的手段によって結晶相と非晶質相との間 で可逆的な相変化を起こす場合に、 上記と同様の記録層を備えれば同様の作用を 有する。
上記情報記録媒体は、 記録層が少なくとも、 GeTeと、 M22 Te3 と、 M 1 M 3 (但し、 M 1 M 3は M 1と M 3を略等しい割合で含む化合物） とを含み、
GeTe -M1M3-M22 T e 3 で表されるものでもよい。 この構成によれば、 高融点の化学量論組成化合物である M1M3により、 記録層の融点および結晶化 温度が高くて、 結晶化速度が大きく、 熱的安定性が良好で、 再生光劣化を抑えた 情報記録媒体が得られる。
上記情報記録媒体は、 記録層において、 GeTeの一部が、 M1M3 (伹し、
M3は T e及び B iから選ばれる少なくとも一つの元素） と置換され、 （GeT e— M1M3)— M22 T e 3 で表されるものでもよい。 この情報記録媒体によ れば、 G e一 M 2-T e 3元系組成の G eを置換した M 1が記録層の結晶化温度 を上昇させ、 熱的安定性が良好で、 再生光劣化を抑えた情報記録媒体が得られる。 また、 GeTeおよび M 1 M3は結晶構造が同じ N a C 1型であることから、 G eと M 1が置換しても記録層の結晶化過程に変わりはない。
上記情報記録媒体は、 記録層が、 さらに M 2を含み、 GeTe—MlM3— M 22 T e 3 —M2で表されるものでもよい。 この構成において、 M2が B iの場 合は記録層の結晶化能が向上し、 レーザビームのスポット径を小さくし、 レーザ 照射時間が短い場合でも、 安定した記録マークを形成する情報記録媒体が得られ る。 また、 M2が Sbの場合は、 Ge Te— M1M3— M22 Te3 で表される ネオ料に過剰な S bが添加されており、 この過剰な S bは、 添加量により結晶化速 度の調整を行え、 結晶化温度を向上させて記録マークの熱的安定性を高める作用 と、 繰り返し記録時に物質の移動を抑制する作用とを有することができる。 上記情報記録媒体は、 記録層が組成式 G e a Mlb M2c M3b Te 1 0 0 — a — 2 b — c で表され、 且つ、 5く aく 50、 0 < b≤ 26, 0 < c≤ 52S b ≤ a および、 42<a + 2b + c< 77 (伹し、 a、 b、 cは原子0 /0) を満た してもよい。 このことにより、 記録層の結晶化速度が大きく低下することなく、 記録層の融点が高く熱的安定性が良好で、 再生光劣化を抑えた情報記録媒体が得 られる。
上記情報記録媒体は、 記録層が、 [ (Ge Te) x (M1M3) 1 — X ] A M 22 + B T e3で表され、 且つ、 2≤A≤ 60、 0≤B≤ 5, および、 0. 5≤ Xく 1を満たしてもよい。 この情報記録媒体によれば、 記録層の結晶化速度が大 きく低下することなく、 Ge— M2— Te 3元系組成の G eを置換した M 1が記 録層の結晶化温度を上昇させ、 熱的安定性が良好で、 再生光劣化を抑えた情報記 録媒体が得られる。
上記情報記録媒体は、 基板上に、 少なくとも反射層、 第 2誘電体層、 記録層、 第 1誘電体層をこの順に備えてもよい。 この構成によれば、 再生信号品質が良好 な情報記録媒体が得られる。 例えば、 青紫色レーザや高 N Aの光学系に用いるこ とができる。
上記情報記録媒体は、 基板上に、 少なくとも第 1誘電体層、 記録層、 第 2誘電 体層、 反射層をこの順に備えてもよい。 この構成によれば、 再生信号品質が良好 な情報記録媒体が得られる。 例えば、 赤色レーザの DVD— RAMに用いること ができる。
上記情報記録媒体は、 界面層を、 記録層と第 2誘電体層との間または第 1誘電 体層と記録層との間の少なくともいずれか一方に備えてもよい。 この構成により、 記録層と第 2誘電体層または第 1誘電体層と記録層との間で物質移動が生じない 情報記録媒体が得られる。 具体的には、 誘電体層に ZnS— S i 02 を用いた場 合、 界面層は記録層への Sの拡散を防止することができる。
上記情報記録媒体は、 記録層と界面を接して核生成層を設けてもよい。 この構 成により、 長期保存後の書き換え性能にも優れた情報記録媒体が得られる。
上記情報記録媒体は、 核生成層の結晶構造が立方晶であってもよい。 これによ り、 記録層の結晶化において核生成層が核となるため、 記録層の結晶化を促進し やすくなる。
上記情報記録媒体は、 核生成層の材料が、 M1M3および SnTeおよび Pb Teから選ばれる少なくとも一つを含んでもよい。 この構成により、 長期保存後 の書き換え性能にも優れた情報記録媒体が得られる。 M 1 M 3は約 2000での 高融点を有し、 311丁6ぉょぴ？1)丁6は成膜後の状態で結晶化してぉり、 これ らの化合物の結晶構造はいずれも記録層の結晶構造と同じ N a C 1型である。 また、 上記目的を達成するため、 本発明の上記情報記録媒体の製造方法は、 相 変化を起こす記録層を成膜する工程を少なくとも備えた情報記録媒体の製造方法 であって、 記録層を成膜する工程が、 Geと、 Teと、 Ml (但し、 MUiS c, Y, L a , C e , P r , N d， Sm, G d， T b, D y , Ho, E r , Yb及び
Luから選ばれる少なくとも一つの元素） と、 M2 (但し、 M2は S b及び B i から選ばれる少なくとも一つの元素） と、 M3 (但し、 M3は T e及び B iから 選ばれる少なくとも一つの元素) とを含むスパッタリングターゲットを用いるこ とを特徴とする。 この方法により、 Geと Te、 Ml、 M2、 M 3を含む記録層 を備える情報記録媒体を製造できる。
なお、 上記の情報記録媒体の製造方法は、 記録層を成膜する工程を少なくとも 2工程備えている場合にも適用できる。
上記の情報記録媒体の製造方法は、 スパッタリングターゲットが少なくとも、 Ge Teと、 M22 T e 3 と、 M1M3 (但し、 M1M3は Mlと M 3を略等し い割合で含むィ匕合物） とを含んでもよい。
上記の情報記録媒体の製造方法は、 スパッタリングターゲットが、 さらに M2 を含んでもよい。
上記の情報記録媒体の製造方法は、 上記スパッタリングターゲットを用いて、 & 6の原子％が&、 Mlの原子％がb、 ^^の原子ヅ^が。、 1^3の原子％が1)、 T eの原子0 /0が 100— a— 2 b— cで表され、 且つ、 5<a<50、 0 < b≤
26、 0 < c≤ 52, b≤ a, および、 42く a + 2b + cく 77を満たす記録 層を形成することができる。
上記の情報記録媒体の製造方法は、 基板上に、 反射層、 第 2誘電体層、 記録層、 第 1誘電体層をこの順に成膜する工程を少なくとも備えてもよい。 上記の情報記録媒体の製造方法は、 基板上に、 第 1誘電体層、 記録層、 第 2誘 電体層、 反射層をこの順に成膜する工程を少なくとも備えてもよい。
上記の情報記録媒体の製造方法は、 界面層を成膜する工程が、 記録層を成膜す る工程と第 2誘電体層を成膜する工程との間、 または、 第 1誘電体層を成膜する 工程と記録層を成膜する工程との間、 のいずれか一方に備わっていてもよい。 上記の情報記録媒体の製造方法は、 記録層を成膜する工程の前工程または後ェ 程に、 核生成層を成膜する工程を少なくとも備え、 且つ、 核生成層を成膜するェ 程が、 M 1 M 3および S n T eおよび P b T eから選ばれる少なくとも一つを含 むスパッタリングターゲットを用いてもよい。
上記の情報記録媒体の製造方法は、 記録層を成膜する工程は、 アルゴンガスも しくはクリプトンガスを用いるか、 または、 アルゴンガスもしくはクリプトンガ スと、 窒素ガスもしくは酸素ガスのうち少なくともいずれか一方を含む混合ガス を用いてもよい。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の 1層の記録層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 2は、 本発明の 1層の記録層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 3は、 本発明の 1層の記録層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 4は、 本発明の N層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 5は 本発明の N層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 6は、 本発明の N層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 7は、 本発明の 2層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 8は、 本発明の 2層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 9は、 本発明の 2層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例を 示す一部断面図である。
図 1 0は、 本発明の N層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例 を示す一部断面図である。
図 1 1は、 本発明の N層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例 を示す一部断面図である。
'図 1 2は、 本発明の N層の情報層を備えた情報記録媒体について層構成の一例 を示す一部断面図である。
図 1 3は、 本発明の情報記録媒体の記録再生に用いられる記録再生装置につい て構成の一部を模式的に示す図である。
図 1 4は、 本発明の情報記録媒体、 及び電気的情報記録媒体再生装置について 構成の一部を模式的に示す図である。
図 1 5は、 本発明の大容量の電気的情報記録媒体について構成の一部を模式的 に示す図である。
図 1 6は、 本発明の電気的情報記録媒体とその記録再生システムについて構成 の一部を模式的に示す図である。
図 1 7は、 本発明の情報記録媒体の製造に用いられるスパッタリングターゲッ トの一例を示す一部断面図である。
図 1 8は、 本発明の情報記録媒体の製造に用いられるスパッタ装置について構 成の一部を模式的に示す図である。
図 1 9は、 本発明の 1層の記録層を備えた情報記録媒体について層構成の一例 を示す一部断面図である。
図 2 0は、 本発明の 1層の記録層を備えた情報記録媒体について層構成の一例 を示す一部断面図である。
図 2 1は、 本発明の 1層の記録層を備えた情報記録媒体について層構成の一例 を示す一部断面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について図面を参照にしながら説明する。 なお、 以 下の実施形態は一例であり、 本発明は以下の実施形態に限定されない。 また、 以 下の実施形態では、 同一の部分については同一の符号を付して重複する説明を省 略する場合がある。
(実施形態 1 )
実施形態 1では、 本発明の情報記録媒体の一例を説明する。 実施形態 1の情報 記録媒体 1 1の一部断面図を図 1に示す。 情報記録媒体 1 1は、 レーザビーム 1 の照射によつて情報の記録再生が可能な光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体 1 1は、 基板 2上に順次積層した反射層 1 0 6、 第 2誘電体層 1 0 5、 第 2界面層 1 0 4、 記録層 1 0 3、 第 1界面層 1 0 2、 第 1誘電体層 1 0 1、 および透明層 3により構成されている。
レーザビーム 1が透明層 3側から入射し、 再生信号として記録層 1 0 3からの 反射光を利用するため、 記録層 1 0 3に対して入射側に位置している透明層 3は、 使用するレーザビーム 1に対して光吸収が小さいことが好ましく、 短波長域にお いて光学的に複屈折が小さいことが好ましい。 透明層 3の材料には、 樹脂や誘電 体層を用いることができる。 透明層 3として樹脂を用いる場合は、 光硬化性榭脂 (特に紫外線硬化性樹脂） や遅効性樹脂などを第 1誘電体層 1 0 1上に塗布して 形成することができる。 また、 透明な円盤状のポリカーボネートやアモルファス ポリオレフイン、 P MM Aなどの樹脂、 またはガラスを、 光硬化性樹脂（特に紫 外線硬化性樹脂)や遅効性樹脂などの樹脂によって第 1誘電体層 1 0 1に貼り合 わせて形成することもできる。 透明層 3に誘電体層を用いる場合は、 スパッタリ ングにより形成することができる。 透明層 3は、 複数の層から形成されてもよい。 レーザビーム 1を集光した際のスポット径は、 レーザビーム 1の波長 λによつ て決まってしまう （波長； Iが短いほど、 より小さなスポット径に集光可能） ため、 情報記録媒体 1 1のような高密度記録媒体の場合、 レーザビーム 1の波長 λは特 に 4 5 0 n m以下であることが好ましく、 また、 3 5 0 n m未満では透明層 3な どによる光吸収が大きくなつてしまうため、 3 5 0 η II！〜 4 5 0 n mの範囲内で あることが好ましい。
基板 2の反射層 1 0 6側の表面には、 必要に応じてレーザビーム 1を導くため の案内溝が形成されていてもよい。 基板 2の反射層 1 0 6側と反対側の表面は、 平滑であることが好ましい。 基板 2の材料としては、 転写性'量産性に優れ、 低 コストであることから、 ポリカーボネートが特に有用である。 なお、 基板 2の厚 さは、 十分な強度があり、 且つ情報記録媒体 1 1の厚さが 1 200 m程度とな るよう、 500 ！〜 1 200 μπιの範囲であることが好ましい。 なお、 透明層 3の厚さが 600 m程度 （NA-0. 6で良好な記録再生が可能） の場合、 5
50 μπι〜650 //mの範囲内であることが好ましい。 また、 透明層 3の厚さが 100 μ m程度 (NA= 0. 85で良好な記録再生が可能） の場合、 1 050 z m〜l 1 50 μπιの範囲内であることが ましい。
第 1誘電体層 101は、 誘電体からなる。 この第 1誘電体層 101は、 記録層 103の酸化、 腐食、 変形などを防止する働きと、 光学距離を調整して記録層 1 03の光吸収効率を高める働き、 および記録前後の反射光量の変化を大きくして 信号振幅を大きくする働きとを有する。 第 1誘電体層 101には、 例えば T i O Z r O。、 ZnOn、 Z nO、 Nb 2 Os、 T a 2 05、 S i O, A 1
03、 B i 2 03、 C r 2 03 などの酸化物を用いることができる。 また、 C— N、 T i— N、 Z r— N、 Nb— N、 T a— N、 S i— N、 G e— N、 C r一 N、
A l—N、 Ge— S i— N、 G e _ C r— Nなどの窒化物を用いることもできる。 また、 Z n Sなどの硫化物や S i Cなどの炭化物、 L a F3 などの弗化物を用い ることもできる。 また、 上記材料の混合物を用いることもできる。 例えば、 Z n Sと S i O 2 との混合物である Z n S-S i 02 は、 第 1誘電体層 10 1の材料 として特に優れている。 Z n S— S i 02 は、 非晶質材料で、 屈折率が高く、 成 膜速度が速く、 機械特性および耐湿性が良好である。
第 1誘電体層 101の膜厚は、 マトリクス法 （例えば久保田広著 「波動光学」 岩波書店、 1 9 71年、 第 3章を参照） に基づく計算により、 記録層 103の結 晶部と非晶質部の反射光量の変化が大きく、 且つ記録層 103での光吸収が大き くなる条件を満足するように厳密に決定することができる。 第 1誘電体層 10 1 の膜厚は、 2 nm〜80 nmの範囲内であることが好ましく、 20 nm〜70 n mの範囲内であることがより好ましい。 第 1誘電体層 10 1の膜厚をこの範囲内 で選ぶことによって、 記録層 103に対して熱を効果的に伝えることができる。 これにより、 記録パワーを低下させ、 記録感度を向上できる。 第 1界面層 1 0 2は、 繰り返し記録によって第 1誘電体層 1 0 1と記録層 1 0 3との間で生じる物質移動を防止する働きがある。 特に、 第 1誘電体層 1 0 1が Sを含む場合には、 第 1誘電体層 1 0 1と記録層 1 0 3との間で生じる Sの物質 移動が顕著に見られるので、 第 1界面層 1 0 2がより効果的な働きを担う。 情報 の再生では、 情報記録媒体 1 1に対して再生パワーのレーザビーム 1を照射し、 結晶部と非晶質部との反射率の相違により情報を読み出す。 従って、 再生信号の 振幅を大きくするためには、 結晶相と非晶質相との反射率変化が大き ヽことが必 要となる。 このことから、 記録層 1 0 3と界面を接している第 1界面層 1 0 2は、 光吸収が少なく記録の際に記録パワー （高パワー） レーザビームの照射に対して も溶けない高融点な材料で、 且つ第 1誘電体層 1 0 1および記録層 1 0 3との密 着性が良い材料であることが好ましい。 記録の際に溶けない高融点な材料である ことは、 高パワーのレーザビーム 1を照射した際に、 溶けて記録層 1 0 3に混入 しないために必要な特性である。 混入すると記録層 1 0 3の組成が変わり、 書き 換え性能が著しく低下する。 また、 第 1誘電体層 1 0 1および記録層 1 0 3と密 着性が良い材料であることは信頼性確保に必要な特性である。
第 2界面層 1 0 4は、 第 1界面層 1 0 2と同様の役割を担う。 第 2界面層 1 0 4は、 繰り返し記録によって第 2誘電体層 1 0 5と記録層 1 0 3との間で生じる 物質移動を防止する働きがあり、 特に第 2誘電体層 1 0 5が Sを含む場合には、 第 2界面層 1 0 4がより効果的な働きを担う。 再生信号の振幅として用いる結晶 相と非晶質相との反射率変化を大きくするには、 記録層 1 0 3と界面を接してい る第 2界面層 1 0 4は、 光吸収が少なく記録の際に記録パワー （高パワー） レー ザビームの照射に対しても溶けない高融点な材料で、 且つ第 2誘電体層 1 0 5お よび記録層 1 0 3との密着性が良い材料であることが好ましい。
第 1界面層 1 0 2および第 2界面層 1 0 4には、 第 1誘電体雇 1 0 1と同様の 系の材料を用いることができる。 その中でも、 特に C r、 Z r、 Oを含む材料を 用いることが好ましい。 さらに、 その中でも C rと Oが C r 2 0 3 を形成し、 Z rと Oが Z r 02 を形成して、 C r 2 03 と Z r 0 2 の混合物になっていること が好ましい。 C r 2 0 3 は、 記録層 1 0 3との密着性が良い材料である。 また Z r 0 2 は、 透明で融点が約 2 7 0 0 °Cと高く、 且つ酸化物の中では熱伝導率が低 い材料であるため、 繰り返し書き換え性能が良い。 この 2種類の酸化物を混合す ることによって、 記録層 103と接して形成しても、 繰り返し書き換え性能に優 れ、 信頼性の高い情報記録媒体 11が実現できる。 記録層 103との密着性を確 保するためには、 C r 2 O3 一 Z r 02 中の C r 2 03 の含有量は 1 Omo 1 % 以上であることが好ましく、 第 1界面層 102および第 2界面層 104での光吸 収を小さく保っためには 6 Omo 1 %以下であることが好ましい （Cr 2 03 が 多くなると光吸収が増加する傾向にある） 。 より好ましくは、 20mo l °/0以上 5 Omo 1 %以下である。
第 1界面層 102および第 2界面層 104には、 C r Z r Oの他にさらに S iを含む材料を用いてもよく、 その中でも C rと Oが C r 2 03 を形成し、 Z rと Oが Z r 02 を形成し、 S iと Oが S i 02 を形成して， S i 02 と C r 2 03 と Z r〇2 の混合物になっていることが好ましい。 S i 02 を含ませること により、 記録層 103の結晶化を促進する効果が高くなり、 書き換え性能に優れ た情報記録媒体 11を実現できる。 S i 02 — C r 2 03 — Z r 02の中の S i O 2の含有量は 5 m o 1 %以上であることが好ましく、 記録層 103との密着性 を確保するためには 40 m o 1 %以下であることが好ましい。 より好ましくは、 10 m o 1 %以上 4 Omo 1 %以下であることが好ましい。 また、 良好な記録書 き換え性能を確保するためには、 S i 02 と C r 2 03 の含有量の和は 95mo 1 %以下であることが好ましい。
第 1界面層 102および第 2界面層 104は、 光吸収によって記録層 103に おける反射光量の記録前後での変化が小さくならないよう、 1 10 nmの 範囲内であることが望ましく、 2 nm 7 nmの範囲内にあることがより好まし い。
第 1界面層 102および第 2界面層 104には、 Cを含む材料を用いてもよい。
Cを含ませることにより、 記録層 103の結晶化速度が低下し、 再生光劣化を抑 制できる。 第 1界面層 102およぴ第 2界面層 104として Cを用いる場合、 Cの 膜厚は繰り返し特性が悪化しないように 5 nm以下が望ましく、 3 nm以下であ ることがより好ましい。
第 2誘電体層 105は、 光学距離を調整して記録層 103の光吸収効率を高め る働き.、 および記録前後の反射光量の変化を大きくして信号振幅を大きくする働 きとを有する。 第 2誘電体層 105には、 第 1誘電体層 101と同様の系の材料 を用いることができ、 Zn Sと S ί 02 との混合物である Z n S— S i 02 は、 第 2誘電体層 105としても優れた材料である。
第 2誘電体層 105の膜厚は、 2 ηπ！〜 75 nmの範囲内であることが好まし く、 2nm〜40nmの範囲内であることがより好ましい。 第 2誘電体層 105 の膜厚をこの範囲内で選ぶことによって、 記録層 103で発生した熱を効果的に 反射層 106側に拡散させることができる。 これにより、 記録層 103に記録を 行う際に、 急冷しやすくなり、 非晶質相を安定に形成することができる。
本発明の記録層 103は、 レーザビーム 1の照射によつて結晶部と非晶質部と の間で可逆的な相変化を起こす材料を用いることができる。 記録層 103は、 G eと、 Teと、 Ml (但し、 Mlは S c， Y， La, Ce， P r, Nd, Sm, G d, Tb， Dy, Ho, E r, Yb及び Lu、 好ましくは La, C e , Nd, Sm, Gd, T bおよび D yから選ばれる少なくとも一つの元素) と、 M2 (伹 し、 M2は S b及ぴ B iから選ばれる少なくとも一つの元素） と、 M3 (但し、
M 3は T e及び B iから選ばれる少なくとも一つの元素） を含む材料よりなる。 G e , Te， Ml, M2, および M 3は、 GeTeと、 M22 Te3 と、 M1M 3 (但し、 M 1 M 3は M 1と M 3を略等しい割合で含む化合物） とを含み、 G e T e— M 1 M 3 -M 22 T e 3、 より具体的には G e T e— M 1 T e _ S b 2 T e 3, GeTe—Ml B i一 S b 2T e 3, Ge Te -Ml T e— B i 2T e 3また は G e T e -Ml B i— B i 2T e 3で表されることが好ましい。 M1M3は融 点が 1300°C以上と高い。 特に B i Gd、 B i Tb、 B i Dy、 B i Yは融点 が 2000°C以上である可能性が 2元系の状態図に示されている。 好ましくは、 B i Gd、 B i Tb、 B i Dyである。 このため、 M1M3としてこれらの化合 物を用いることにより、 記録層 103の結晶化温度が高く熱的安定性が良好な情 報記録媒体 11が得られる。 また、 M 1 M3は、 N a C 1型の結晶構造を有する。 従って、 例えば G eTe-Sb2 Te3化合物系などの N a C 1型の結晶構造を 有する記録層 103を用いる場合、 M 1M3は結晶構造が同じため置換しやすく、 記録層 103の結晶化温度を高めることができる。 具体的には、 記録層 103は、 Ge a Mlb M2C M3b Te i 。 。 ― a — 2 b _ c (伹し、 a、 b、 cは原子0 /o) で表される材料で形成してもよい。 この場 合、 非晶質相が安定で信号振幅を大きくできるように、 5 < a < 50且つ 42く a + 2 b + c< 77の関係を満たすことが望ましく、 高密度情報記録媒体に適し た 15≤a≤47の関係を満たすことがより好ましい。 a≤ 5においては、 結晶 化速度が速くなり、 非晶質部である記録マークの保存性が低下する。 a≥50に おいては、 融点が上昇し結晶化速度が低下するため、 記録パワーが高パワーとな り、 記録層の記録感度が低下する。 また、 非晶質相が安定で信号振幅が大きく、 結晶化速度の低下が少ない 0 <b≤26且つ 0く c^52の関係を満たすことが 好ましく、 0<b<20且つ 2≤c<50の関係を満たすことがより好ましい。 b = 0では、 結晶化温度が低く、 記録マークの保存性が低下する。 また、 b > 2 6では、 融点が高すぎて、 記録層の記録感度が低下する。 c< 2では結晶化速度 が低くすぎ、 c〉 52では結晶化速度が速すぎる。
また、 記録層 103は、 組成式 G e T eの一部が M 1M3で置換され、 （G e Te— M1M3)— M22 Te 3で表される材料で形成してもよい。 この材料を 用いた場合、 Geを置換した元素 M 1が記録層 103の融点および結晶化温度を 上昇させるため、 記録マークである非晶質部の保存性を向上できる。
具体的は、 記録層 103は、 [ (GeTe) x (M1M3) 1 _ X ] A M22 + B T e 3で表される材料、 好ましくは [ (GeTe) x (M 1 T e ) X_J AS b2+BTe3， [ (GeTe) x (M 1 B i ) X_J ASb 2+B T e 3, [ (G e T e) x (M 1 T e ) ト x] AB i 2+BT e 3および [ (GeTe) x (M 1 B i ) ト x] AB i 2+BT e3で形成してもい。 この時、 2 A 60、 且つ Ο^Β^5、 0. 5≤ χ < 1 (より好ましくは 0. 8≤ χ < 1) であることが好ましい。 また、 記録層 103は、 さらに Μ2を含み、 GeTe -M1M3-M22 Te 3 —M 2で表される材料で形成してもよい。 添加された M2が B iの場合には、 記録層の結晶化速度を向上させる。 M2が S bの場合には、 添加量によって記録 層の結晶化温度と結晶化速度の調整を行える。
記録層 103の膜厚は、 情報記録媒体 1 1の記録感度を高くするため、 6 n m 〜14 nmの範囲内であることが好ましく、 8 ηιι！〜 12 nmの範囲内であるこ とがより好ましい。 記録層 103が 14nmより厚い場合には、 熱の面内方向へ の拡散による隣接領域への熱的影響が大きくなる。 また、 記録層 103が 6 nm より薄い場合には、 情報記録媒体 11の反射率が小さくなる。
反射層 106は、 記録層 103に吸収される光量を増大させるという光学的な 機能を有する。 また、 反射層 106は、 記録層 103で生じた熱を速やかに拡散 させ、 記録層 103の急冷を促し非晶質化しやすくするという熱的な機能も有す る。 さらに、 反射層 106は、 使用する環境から多層膜を保護するという機能も - 有する。
反射層 106の材料には、 例えば Ag、 Au、 Cu、 および、 A 1といった熱 伝導率が高い単体金属を用いることができる。 また、 A l—Cr、 A l— T i.、 Au— P d、 Au— Cr、 Ag— Pd、 Ag— P d_Cu、 Ag— Pd— T i、 Ag -Ru-Au, Ag— Cu— N i、 A g— Z n—A 1または C u— S iとい つた合金を用いることもできる。 特に A g合金は、 熱伝導率が大きいため、 反射 層 106の材料として好ましい。
反射層 106の膜厚は、 熱拡散機能が十分となる 30 n m以上であることが好 ましい。 この範囲内においても、 反射層 106が 200 nmより厚い場合には、 その熱拡散機能が大きくなりすぎて情報記録媒体 11の記録感度が低下する。 従 つて、 反射層 106の膜厚は 30 nm〜200 n mの範囲内であることが好まし い。
反射層 106として A gおよび A g合金を用いる場合には、 第 2誘電体層 10
5に Sが含まれると、 第 2誘電体層 105と反射層 106との間で Sの物質移動 が生じて、 反射層の A gが硫化されるため、 第 2誘電体層 105と反射層 106 との間に第 3界面層を設けることが望まれる。 この場合、 第 3界面層には、 反射 層 106で説明した材料より熱伝導率の低い材料を用いることができる。 第 3界 面層として、 A 1または A 1合金を用いることが好ましい。 また、 第 3界面層に は、 C r , N i , S i， Cなどの元素や、 T i 02， Z r 02 , Z ηθ, Nb 2 05 , T a 2 05 , S i 02 , A 12 03 , B i 2 03， Cr 2 〇3 などの酸ィ匕 物を用いることができる。 また、 C— N， T i一 N， Z r— N， Nb— N, T a — N， S i -N, Ge— N, C r— N， A 1— N， Ge— S i— N， Ge— C r 一 Nなどの窒化物を用いることもできる。 また、 S i Cなどの炭化物や La F3 などの弗化物を用いることもできる。 また、 上記材料の混合物を用いることもで きる。 また、 膜厚は 3 ηπ！〜 100 nm (より好ましくは 5 nn！〜 50 nm) の 範囲内であることが好ましい。
記録層 103と第 1界面層 102との間、 または記録層 103と第 2界面層 10
4との間の少なくともいずれか一方に、 記録層 103と接して核生成層を設けて もよい。 核生成層は、 M1M3および S nT eおよび P b T eから選ばれる少な くとも一つを含んでもよい。 核生成層として、 例えば、 DyTe， B i Tb, B i T eMl 2 , B i 2 T e M 1 , B i T e 2 M 1などを用いることができる。 こ の材料を用いることにより、 核生成層の融点が高く、 熱的安定性が良好で、 核生 成層と記録層 103との界面で結晶核が生じやすく記録層 103での結晶成長が 促進され、 書き換え保存性に優れた図 1の情報記録媒体 1 1、 図 2の情報記録媒 体 12、 および図 3の情報記録媒体 13力得られる。 核生成層の膜厚は、 高速な 転送レートの場合にも、 消去性能が良好で、 長期保存後の書き換え性能が良好と なるよう 0. 3 n m〜 3 n mの範囲内であることが好ましく、 0. 5 n m〜 2 n mの範囲内にあることがより好ましい。 なお、 核生成層が島状でも薄膜状でも核 生成層としての効果は得られる。
なお、 第 1界面層がなくてもよく、 図 2の情報記録媒体 12に示すように、 基 板 2上に順次積層した、 反射層 106、 第 2誘電体層 105、 第 2界面層 104、 記録層 103、 第 1誘電体層 107、 および透明層 3より構成される。 この場合、 第 1誘電体層 107と記録層 103との間で物質移動が生じて、 記録層の組成が 変化しないように、 第 1誘電体層 107には Sを含まないことが望まれる。 また、 第 2界面層がなくてもよく、 図 3の情報記録媒体 13に示すように、 基板 2上に 順次積層した、 反射層 106、 第 2誘電体層 108、 記録層 103、 第 1界面層 102、 第 1誘電体層 101、 および透明層 3より構成される。 この時もまた、 第 2誘電体層 108と記録層 103との間で物質移動が生じて、 記録層の組成が 変化しないように、 第 2誘電体層 108には Sを含まないことが望まれる。
図 1の情報記録媒体 11、 図 2の情報記録媒体 12、 および図 3の情報記録媒 体 13は、 以下で説明する方法によって製造できる。 はじめに、 図 1の情報記録媒体 1 1の製造方法について説明する。
まず、 基板 2 (厚さが例えば 1 1 0 Ο μ ΐη) を用意し、 成膜装置内に配置する。 続いて、 基板 2上に反射層 1 0 6を成膜する。 このとき、 基板 2にレーザビー ム 1を導くための案内溝が形成されている場合には、 案内溝が形成された側に反 射層 1 0 6を成膜する。 反射層 1 0 6は、 反射層 1 0 6を構成する金属または合 金からなるスパッタリングターゲットを、 A rガス雰囲気中、 または、 A rガス と反応 1"生ガス （酸素ガスおよび窒素ガスから選ばれる少なくとも一つのガス） と の混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成できる。
続いて、 反射層 1 0 6上に、 第 2誘電体層 1 0 5を成膜する。 第 2.誘電体層 1 0 5は、 第 2誘電体層 1 0 5を構成する化合物からなるスパッタリングターゲッ トを、 A rガス雰囲気中、 または、 A rガスと反応性ガス (酸素ガスおよび窒素 ガスから選ばれる少なくとも一つのガス） との混合ガス雰囲気中でスパックリン グすることによつて形成できる。 第 2誘電体層 1 0 5は、 第 2誘電体層 1 0 5を 構成する金属からなるスパッタリングターゲットを、 A rガスと反応性ガスとの 混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングすることによって形成できる。
続いて、 第 2誘電体層 1 0 5上に、 第 2界面層 1 0 4を成膜する。 第 2界面層 1 0 4は、 第 2誘電体層 1 0 5と同様の方法で形成できる。
続いて、 第 2界面層 1 0 4上に、 記録層 1 0 3を成膜する。 記録層 1 0 3は、 その組成に応じて、 G e— M 1 -M 2— M 3— T e合金からなるスパッタリング ターゲットを、 一つの電源を用いて、 スパッタリングすることによって形成でき る。 スパッタリングの雰囲気ガスには、 A rガス、 K rガス、 A rガスと反応ガ スとの混合ガス、 または K rガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。 また、 記録層 1 0 3は、 G e、 M l、 T e、 M 2、 または M 3の各々のスパッタ リングターゲットを複数の電源を用いて同時にスパッタリングすることによって 形成することもできる。 また、 記録層 1 0 3は、 G e、 M l、 T e、 M 2、 また は M 3のうちいずれかの元素を組み合わせた 2元系スパッタリングターゲットゃ 3元系スパッタリングターゲットなどを、 複数の電源を用いて同時にスパッタリ ングすることによって形成することもできる。 これらの場合でも、 A rガス雰囲 気中、 K rガス雰囲気中、 A rガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中、 または K rガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによつて形成 できる。 例えば、 2元系スパッタリングターゲットとして、 G e T e、 S b 2 T e 3、 または T e D yの合金スパッタリングターゲットを用いて、 G e— D y— S b— T e合金の記録層を形成することができる。
続いて、 記録層 1 0 3上に、 第 1界面層 1 0 2を成膜する。 第 1界面層 1 0 2 は、 第 2誘電体層 1 0 5と同様の方法で形成できる。
続いて、 第 1界面層 1 0 2上に、 第 1誘電体層 1 0 1を成膜する。 第 1誘電体 層 1 0 1は、 第 2誘電体層 1 0 5と同様の方法で形成できる。
最後に、 第 1誘電体層 1 0 1上に透明層 3を形成する。 透明層 3は、 光硬化性 樹脂 （特に紫外線硬化性樹脂） や遅効性樹脂などの樹脂を第 1誘電体層 1 0 1上 に塗布して、 基板を第 1誘電体層 1 0 1上に密着させてスピンコートしたのち、 樹脂を硬化させることによって形成できる。 また、 透明層 3には、 透明な円盤状 のポリカーボネートまたはァモリファスポリオレフインや P MMAなどの樹月旨ま たはガラスなどの基板を用いてもよい。 この場合、 透明層 3として用いる基板に 予め粘着性の樹脂を均一に塗布し、 それを第 1誘電体層 1 0 1上に密着させるこ とも可能である。
なお、 第 1誘電体層 1 0 1を成膜したのち、 または透明層 3を形成したのち、 必要に応じて記録層 1 0 3の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。 初 期化工程は、 非晶質状態にある記録層 1 0 3を、 例えば半導体レーザを照射して、 結晶化温度以上に昇温して結晶化させる工程である。
以上のようにして、 図 1の情報記録媒体 1 1を製造できる。
次に、 図 2の情報記録媒体 1 2の製造方法を説明する。 基板 2上に図 1の情報 記録媒体 1 1の製造方法と同様の方法で記録層 1 0 3まで形成したあと、 記録層 1 0 3上に第 1誘電体層 1 0 7を成膜する。 第 1誘電体層 1 0 7は、 Sを含まな い材料のターゲットを用いて成膜することが好ましく、 図 1の第 1誘電体層 1 0 1と同条件で形成することができる。 続いて、 第 1誘電体層 1 0 7上に透明層 3 を形成する。 なお、 図 1の情報記録媒体 1 1と符号が重複する層の工程は説明を 省略する。 このようにして、 図 2の情報記録媒体 1 2を製造できる。
次に、 図 3の情報記録媒体 1 3の製造方法について説明する。 基板 2上に図 1 の情報記録媒体 1 1の製造方法と同様の方法で反射層 1 0 6まで形成したあと、 反射層 1 0 6上に第 2誘電体層 1 0 8を成膜する。 第 2誘電体層 1 0 8は、 Sを 含まない材料のターゲットを用いて成膜することが好ましく、 図 1の第 2誘電体 層 1 0 5と同条件で形成することができる。 続いて、 第 2誘電体層 1 0 8上に記 録層 1 0 3を形成する。 続いて、 記録層 1 0 3上に第 1界面層 1 0 2、 第 1誘電 体層 1 0 1の順で成膜し、 第 1誘電体層 1 0 1上に透明層 3を形成する。 なお、 図 1の情報記録媒体 1 1と符号が重複する層の製造工程は説明を省略する。 この ようにして、 図 3の情報記録媒体 1 3を製造できる。
(実施形態 2 )
実施形態 2では、 本発明の情報記録媒体の一例を説明する。 実施形態 2の情報 記録媒体 1 4の一部断面図を図 4に示す。 情報記録媒体 1 4は、 片面からのレー ザビーム 1の照射によって情報の記録再生が可能な多層光学的情報記録媒体であ る。
情報記録媒体 1 4では、 基板 2上に光学分離層 3 5、 3 3、 3 2などを介して、 順次積層された N組 （Nは N≥ 2を満たす自然数） の第 N情報層 3 6、 第 （N— 1 ) 情報層 3 4、 第 1情報層 3 1、 および透明層 3により構成されている。 ここ で、 レーザビーム 1の入射側から数えて （N—1 ) 組目までの情報層、 第 1情報 層 3 1から第 （N— 1 ) 情報層 3 4 (以下、 レーザビーム 1の入射側から数えて N組目の情報層を 「第 N情報層」 と記す。 ) は、 光透過型の情報層である。
基板 2、 および透明層 3の材料には、 実施形藤 1で説明したものと同様の材料 を用いることができる。 また、 それらの形状および機能についても、 実施形態 1 で説明した形状および機能と同様である。
光学分離層 3 5、 3 3、 3 2などは、 光硬化性樹脂 （特に紫外線硬化性樹脂） や遅効性樹脂などの樹脂、 あるいは誘電体層などからなり、 レーザビーム 1に対 して光吸収が小さいことが好ましく、 短波長域において光学的に屈折率が小さい ことが好ましい。
光学分離層 3 5、 3 3、 3 2などは、 情報記録媒体 1 4の第 1情報層 3 1、 第 (N - 1 ) 情報層 3 4、 第 N情報層 3 6などのそれぞれのフォーカス位置を区別 するために設ける層である。 光学分離層 3 5、 3 3、 3 2などの厚さは、 対物レ ンズの開口数 N Aとレーザビーム 1の波長えによつて決定される焦点深度 Δ Z以 上であることが必要である。 焦光点の強度の基準を無収差の場合の 8 0 %と仮定 した場合、 = / { 2 (NA) 2 } で近似できる。 λ = 4 0 0 η ιη、 NA= 0 . 6の時、 Δ Ζ = 0 . 5 5 6 /z mとなり、 ±◦. 6 μ m以内は焦点深 度内となる。 そのため、 この場合には、 光学分離層 3 5、 3 3、 3 2などの厚さ は、 1 . 以上であることが必要である。 第 1情報層 3 1、 第 （N— 1 ) 情 報層 3 4、 第 N情報層 3 6などとの間の距離は、 対物レンズを用いてレーザビー ム 1を集光可能な範囲となるようにすることが望ましい。 従って、 光学分離層 3 5、 3 3、 3 2などの厚さの合計は、 対物レンズが許容できる交差内 (例えば 5 0 μ m以下) にすることが好ましい。
基板 2および光学分離層 3 5、 3 3、 3 2などにおいて、 レーザビームの入射 側の表面には、 必要に応じてレーザビーム 1を導くための案内溝が形成されてい てもよい。 この場合、 片側からのレーザビーム 1の照射のみにより、 第 Kの情報 層 (Kは 1≤K≤Nの自然数) を第 1〜第 (K- 1 ) の情報層を透過したレーザ ビーム 1によつて記録再生することが可能である。
なお、 第 1情報層 3 1から第 N情報層 3 6の少なくともいずれか一層を、 再生 専用タイプの情報層 （R OM (Read Only Memory) ) 、 あるいは 1回のみ書き込 み可能な追記型の情報層 (WO (Write Once) ) としてもよい。
以下、 第 1情報層 3 1の構成について詳細に説明する。
第 1情報層 3 1は、 レーザビーム 1の入射側から順に配置された第 1誘電体層
2 0 1、 第 1界面層 2 0 2、 第 1記録層 2 0 3、 第 2界面層 2 0 4、 第 2誘電体 層 2 0 5、 第 1反射層 2 0 6、 および透過率調整層 2 0 7を備える。
第 1誘電体層 2 0 1には、 実施形態 1の第 1誘電体層 1 0 1と同様の材料を用 いることができる。 また、 それらの機能についても、 実施形態 1の第 1誘電体層 1 0 1の機能と同様である。
第 1誘電体層 2 0 1の膜厚は、 マトリクス法に基づく計算により、 第 1記録層 2 0 3での結晶部と非晶質部の反射光量の変化が大きく、 且つ第 1情報層 3 1の 透過率が大きくなる条件を満足するように厳密に決定することができる。
第 1界面層 2 0 2には、 実施形態 1の第 1界面層 1 0 2と同様の材料を用いる ことができる。 また、 それらの機能および形状についても、 実施形態 1の第 1界 面層 1 0 2と同様である。
第 2界面層 2 0 4には、 実施形態 1の第 2界面層 1 0 4と同様の材料を用いる ことができる。 また、 それらの機能おょぴ形状についても、 実施形態 1の第 2界 面層 1 0 4と同様である。
第 2誘電体層 2 0 5には、 実施形態 1の第 2誘電体層 1 0 5と同様の材料を用 いることができる。 また、 それらの機能および形状についても、 実施形態 1の第 2誘電体層 1 0 5と同様である。
第 1記録層 2 0 3には、 実施形態 1の記録層 1 0 3と同様の材料を用いること ができる。 第 1記録層 2 0 3の膜厚は、 記録再生の際に必要なレーザ光量をレー ザビーム 1の入射側から第 1情報層 3 1より遠い側にある情報層に到達させて情 報を読み出すため、 第 1情報層 3 1の透過率が高いことが要求される。 このこと から、 第 1記録層 2 0 3は、 1 5 n mより薄くする必要がある。
第 1反射層 2 0 6には、 実施形態 1の反射層 1 0 6と同様の材料を用いること ができる。 また、 それらの機能についても、 実施形態 1の反射層 1 0 6の機能と 同様である。 第 1反射層 2 0 6の膜厚は、 第 1情報層 3 1の透過率を高くするた めには、 3 n m〜l 5 n mの範囲内であることが好ましく、 8 n m〜1 2 n mの 範囲内であることがより好ましい。 第 1反射層 2 0 6の膜厚がこの範囲内にある ことにより、 その熱拡散機能が十分で、 且つ第 1情報層 3 1の反射率が確保でき、 さらに第 1情報層 3 1の透過率も十分となる。
透過率調整層 2 0 7は誘電体からなり、 第 1情報層 3 1の透過率を調整する機 能を有する。 この透過率調整層 2 0 7によって、 第 1記録層 2 0 3の結晶部にお ける第 1情報層の透過率 T c (%) と、 第 1記録層 2 0 3の非晶質部における第 1情報層 3 1の透過率 T a (%) とをともに高くすることができる。 具体的には、 透過率調整層 2 0 7を備える第 1情報層 3 1では、 透過率調整層 2 0 7がない場 合に比べて、 2 %〜1 0 %程度透過率が上昇する。 また、 透過率調整層 2 0 7は、 第 1記録層 2 0 3で発生した熱を効果的に拡散させる効果も有する。
透過率調整層 2 0 7の屈折率 nおよび消衰係数 kは、 第 1情報層 3 1の透過率 T cおよび T aを高める作用をより大きくするため、 2 . 0 ^ 11且っ¾: ^ 0 . 1 を満たすことが好ましく、 2. 0≤n≤3. 0且つ k≤0. 05を満たすことが より好ましい。
透過率調整層 207の膜厚 dは、 （1 3 2) λ/η≤ά≤ (3/1 6) λ/ η、 または、 （17Z32) λ/η≤ d≤ (1 1/1 6) ； LZnの範囲内である ことが好ましく、 (1/1 6) λ/η≤ά≤ (5/32) λ/ , (9/1 6) a/n≤d≤ (21/32) /ηの範囲内であることがより好ましい。 この範 囲では、 第 1記録層 203の結晶部での反射率 R C l と非晶質部での反射率 R a 1 は Rc^ >R a x を満足し、 安定に記録再生の動作を行え、 結晶部での反射率 R c 1 が 2≤R C l ≤ 8を満たす。 なお、 上記の範囲は、 レーザビーム 1の波長 λと透過率調整層 207の屈折率 nとを、 例えば 350 nm≤; ≤450 nm、
2. 0≤n≤ 3. 0に選ぶことによって、 3 nm^ d^40 nmまたは 60 nm ≤d≤ 1 30 nmの範囲内であることが好ましく、 7 nm≤ d≤ 30 nmまたは 65 nm≤d≤ 1 20 nmの範囲內であることがより好ましいことになる。 dを この範囲内で選ぶことによって、 第 1情報層 3 1の透過率 T cおよび T aを共に 高くすることができる。
透過率調整層 207には、 例えば T i 02、 Z r 02、 Z r O、 Nb 2 05、 T a 2 05、 S i 02、 A l 2 03、 B i 2 03、 C r 2 03、 S r— Oなどの 酸化物を用いることができる。 また、 T i— N、 Z r—N、 Nb— N、 T a— N、 S i— N、 Ge— N、 C r一 N、 A 1一 N、 G e— S i— N、 G e— C r— Nな どの窒化物を用いることができる。 また、 Z n Sなどの硫化物を用いることもで きる。 また、 上記材料の混合物を用いることもできる。 これらの中でも、 特に T i 02、 および T i 02 を含む材料を用いることが好ましい。 これらの材料は屈 折率が大きく （n=2. 5〜2. 8) 、 消衰係数も小さい （k = 0. 0〜0. 0 5) ため、 第 1情報層 3 1の透過率を高める作用が大きくなる。
第 1情報層 3 1の透過率 T cおよび T aは、 記録再生の際に必要なレーザ光量 を、 レーザビーム 1の入射側に対して第 1情報層 3 1の反対側になる情報層に到 達させるため、 40く T c且つ 40く T aを満たすことが好ましく、 46<T c 且つ 46く T aを満たすことがより好ましい。
第 1情報層 3 1の透過率 T cおよび T aは、 (T c -Ta) ≤ 5を満た すことが好ましく、 一 3≤ (T c - T a ) ≤ 3を満たすことがより好ましい。 T cおよび T aがこの条件を満たすことにより、 レーザビーム 1の入射側から第 1 情報層 3 1より遠い側にある情報層の記録再生の際、 第 1記録層 2 0 3の状態に よる第 1情報層 3 1における透過率変化の影響が小さく、 良好な記録再生特性が 得られる。
第 1記録層 2 0 3の反射率 R c および R a i は、 R a < R c , を満たすこ とが好ましい。 このことにより、 情報が記録されていない初期の状態で反射率が 高く、 安定に記録再生の動作を行うことができる。 また、 反射率差 （R C l —R a 1 ) を大きくして良好な記録再生特性が得られるように、 R c 、 R a i は、 0 . l≤R aェ ≤5且つ 4 R c i ≤ 1 5を満たすことが好ましく、 0 . 1≤R a x ≤3且っ4≤1 0 1 1 0を満たすことがより好ましい。
なお、 第 1界面層がなくてもよく、 図 5の情報記録媒体 1 5に示すように、 第 1情報層 3 7は、 レーザビーム 1の入射側から順に配置された第 1誘電体層 2 0 8、 第 1記録層 2 0 3、 第 2界面層 2 0 4、 第 2誘電体層 2 0 5、 第 1反射層 2 0 6、 および透過率調整層 2 0 7より構成される。 この場合、 第 1誘電体層 2 0
8と第 1記録層 2 0 3との間で物質移動が生じて記録層の組成が変化しないよう に、 第 1誘電体層 2 0 8の材料には Sを含まないことが望まれる。 また、 第 2界 面層がなくてもよく、 図 6の情報記録媒体 1 6に示すように、 第 1情報層 3 8は、 レーザビーム 1の入射側から順に配置された第 1誘電体層 2 0 1、 第 1界面層 2 0 2、 第 1記録層 2 0 3、 第 2誘電体層 2 0 9、 第 1反射層 2 0 6、 および透過 率調整層 2 0 7より構成される。 この時もまた、 第 2誘電体層 2 0 9と第 1記録 層 2 0 3との間で物質移動が生じて記録層の組成が変化しないように、 第 2誘電 体層 2 0 9には Sを含まないことが望まれる。
図 4の情報記録媒体 1 4、 図 5の情報記録媒体 1 5、 および図 6の情報記録媒 体 1 6は、 以下で説明する方法によって製造できる。
はじめに、 図 4の情報記録媒体 1 4の製造方法について説明する。
まず、 基板 2 (厚さが例えば 1 1 0 0 /z m) 上に、 （N— 1 ) 層の情報層を光 学分離層を介して順次積層する。 情報層は、 単層膜または多層膜から形成され、 それらの各層は成膜装置内で材料となるスパッタリングターゲットを順次スパッ タリングすることによって形成できる。 また、 光学分離層 3 5は、 光硬化性樹月旨 (特に紫外線硬化性樹脂） または遅効性樹脂を第 N情報層 3 6上に塗布して、 そ の後基板 2を回転させて樹脂を均一に延ばし （スピンコート） 、 樹脂を硬化させ ることによつて形成できる。 なお、 光学分離層 3 5がレーザビーム 1の案内溝を 備える場合には、 溝が形成された基板 (型）を硬化前の樹脂に密着させた後、 基板 2とかぶせた基板 （型） を回転させてスピンコートし、 樹脂を硬化させた後、 基 板 （型） をはがすことによって案内溝を形成できる。
このようにして、 基板 2上に （N— 1 ) 層の情報層を光学分離層を介して積層 したのち、 光学分離層 3 2を形成したものを用意する。
続いて、 光学分離層 3 2上に第 1情報層 3 1を形成する。 具体的には、 まず
(N— 1 ) 層の情報層を光学分離層を介して積層したのち、 光学分離層 3 2を形 成した基板 2を成膜装置内に配置し、 光学分離層 3 2上に透過率調整層 2 0 7を 成膜する。 透過率調整層 2 0 7は、 透過率調整層 2 0 7を構成する化合物からな るスパッタリングターゲットを、 A rガス雰囲気中、 または A rガスと反応ガス との混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって形成できる。 また、 透 過率調整層 2 0 7は、 透過率調整層を構成する金属からなるスパッタリ グター ゲットを、 A rガスと反応ガスとの混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングす ることによっても形成可能である。
続いて、 透過率調整層 2 0 7上に、 第 1反射層 2 0 6を成膜する。 第 1反射層 2 0 6は、 実施形態 1で説明した図 1の反射層 1 0 6と同様の方法で形成できる。 続いて、 第 1反射層 2 0 6上に、 第 2誘電体層 2 0 5を成膜する。 第 2誘電体 層 2 0 5は、 実施形態 1で説明した図 1の第 2誘電体層 1 0 5と同様の方法で形 成できる。
続いて、 第 2誘電体層 2 0 5の上に、 第 2界面層 2 0 4を成膜する。 第 2界面 層 2 0 4は、 実施形態 1で説明した図 1の第 2界面層 1 0 4と同様の方法で形成 できる。
続いて、 第 2界面層 2 0 4上に、 第 1記録層 2 0 3を成膜する。 第 1記録層 2 0 3は、 実施形態 1で説明した図 1の記録層 1 0 3と同様の方法で形成できる。 続いて、 第 1記録層 2 0 3上に、 第 1界面層 2 0 2を成膜する。 第 1界面層は、 実施形態 1で説明した図 1の第 1界面層 1 0 2と同様の方法で形成できる。 続いて、 第 1界面層 2 0 2上に、 第 1誘電体層 2 0 1を成膜する。 第 1誘電体 層 2 0 1は、 実施形態 1で説明した図 1の第 1誘電体層 1 0 1と同様の方法で形 成できる。
続いて、 第 1誘電体層 2 0 1上に、 透明層 3を形成する。 透明層 3は実施形態
1で説明した図 1の透明層 3と同様の方法で形成できる。
なお、 第 1誘電体層 2 0 1を成膜した後、 または透明層 3を形成した後、 必要 に応じて、 第 1記録層 2 0 3の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。 以上のようにして、 図 4の情報記録媒体 1 4を製造できる。
次に、 図 5の情報記録媒体 1 5の製造方法について説明する。 基板 2上に図 4 の情報記録媒体 1 4の製造方法と同様の方法で記録層 2 0 3まで形成したあと、 記録層 2 0 3上に第 1誘電体層 2 0 8を成膜する。 第 1誘電体層 2 0 8は、 Sを 含まない材料のターゲットを用いて成膜することが好ましく、 図 4の第 1誘電体 層 2 0 1の製造方法と同条件で形成することができる。 このようにして、 第 1情 報層 3 7を形成する。 続いて、 第 1情報層 3 7上に透明層 3を形成する。 なお、 図 4の情報記録媒体 1 4と符号が重複する層の工程は説明を省略する。 このよう にして、 図 5の情報記録媒体 1 5を製造できる。
次に、 図 6の情報記録媒体 1 6の製造方法について説明する。 基板 2上に図 4 の情報記録媒体 1 4の製造方法と同様の方法で第 1反射層 2 0 6まで形成したあ と、 第 1反射層 2 0 6上に第 2誘電体層 2 0 9を成膜する。 第 2誘電体層 2 0 9 は、 Sを含まない材料のターゲットを用いて成膜することが好ましく、 図 4の第 2誘電体層 2 0 5の製造方法と同条件で形成することができる。 続いて、 第 2誘 電体層 2 0 9上に記録層 2 0 3を形成する。 続いて、 記録層 2 0 3上に第 1界面 層 2 0 2、 第 1誘電体層 2 0 1の順で成膜する。 このようにして、 第 1情報層 3 8を形成する。 続いて、 第 1情報層 3 8上に透明層 3を形成する。 なお、 図 4の 情報記録媒体 1 4と符号が重複する層の製造工程は説明を省略する。 このように して、 図 6の情報記録媒体 1 6を製造できる。
(実施形態 3 )
実施形態 3では、 実施形態 2における本発明の多層光学的情報記録媒体におい て、 N= 2、 すなわち 2組の情報層によって構成された情報記録媒体の一例を説 明する。 実施形態 3の情報記録媒体 1 7の一部断面図を図 7に示す。 情報記録媒 体 1 7は、 片面からのレーザビーム 1の照射によって情報の記録再生が可能な 2 層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体 1 7は、 基板 2上に順次積層した、 第 2の情報層 4 1、 光学分離 層 3 2、 第 1情報層 3 1、 および透明層 3により構成されている。 基板 2、 光学 分離層 3 2、 第 1情報層 3 1、 および透明層 3には、 実施形態 2で説明したもの と同様の材料を用いることができる。 また、 それらの形状および機能についても、 実施形態 2で説明した形状および機能と同様である。
以下、 第 2の情報層 4 1の構成について詳細に説明する。
第 2の情報層 4 1は、 レーザビーム 1の入射側から順に配置された第 3誘電体 層 3 0 1、 第 3界面層 3 0 2、 第 2記録層 3 0 3、 第 4界面層 3 0 4、 第 4誘電 体層 3 0 5、 およぴ第 2反射層 3 0 6を備える。 第 2の情報層 4 1は、 透明層 3、 第 1情報層 3 1、 およぴ光学分離層 3 2を透過したレーザビーム 1によつて記録 再生が行われる。
第 3誘電体層 3 0 1およぴ第 4誘電体層 3 0 5には、 それぞれ実施形態 1の第 1誘電体層 1 0 1およぴ第 2誘電体層 1 0 5と同様の材料を用いることができる。 また、 それらの機能についても、 それぞれ実施形態 1の第 1誘電体層 1 0 1およ ぴ第 2誘電体層 1 0 5の機能と同様である。 第 3誘電体層 3 0 1およぴ第 4誘電 体層の膜厚は、 マトリクス法に基づく計算により、 第 2記録層 3 0 3の結晶部と 非晶質部の反射光量の変化が大きくなる条件を満足するように厳密に決定するこ とができる。
第 3界面層 3 0 2および第 4界面層 3 0 4には、 それぞれ実施形態 1の第 1界 面層 1 0 2および第 2界面層 1 0 4と同様の材料を用いることができる。 また、 それらの機能および形状についても、 それぞれ実施形態 1の第 1界面層 1 0 2お よび第 2界面層 1 0 4と同様である。
第 2記録層 2 0 3には、 実施形態 1の記録層 1 0 3と同様の材料を用いること ができる。 また、 それらの膜厚についても、 実施形態 1の記録層 1 0 3の膜厚と 同様である。 第 2反射層 3 0 6には、 実施形態 1の反射層 1 0 6と同様の材料を用いること ができる。 また、 それらの機能および形状についても、 実施形態 1の反射層 1 0 6の機能と同様である。
なお、 第 3界面層がなくてもよく、 図 8の情報記録媒体 1 8に示すように、 第 2の情報層 4 2は、 レーザビーム 1の入射側から順に配置された第 3誘電体層 3
0 7、 第 2記録層 3 0 3、 第 4界面層 3 0 4、 第 4誘電体層 3 0 5、 および第 2 反射層 3 0 6より構成される。 このように第 3誘電体層 3 0 7と第 2記録層 3 0 3の間に第 3界面層がない場合、 第 3誘電体層 3 0 7と第 2記録層 3 0 3との間 で物質移動が生じて記録層の組成が変化しないように、 第 3誘電体層 3 0 7の材 料には Sを含まないことが望まれる。 このとき、 第 1情報層 3 1において、 第 1 界面層と第 2界面層の少なくとも V、ずれか一方がなくてもよい。
また、 第 4界面層がなくてもよく、 図 9の情報記録媒体 1 9に示すように、 第 2の情報層 4 3は、 レーザビーム 1の入射側から順に配置された第 3誘電体層 3 0 1、 第 3界面層 3 0 2、 第 2記録層 3 0 3、 第 4誘電体層 3 0 8、 およぴ第 2 反射層 3 0 6より構成される。 この時もまた、 第 4誘電体層 3 0 8と第 2記録層 3 0 3との間で物質移動が生じて記録層の組成が変化しないように、 第 4誘電体 層 3 0 8には Sを含まないことが望まれる。 このとき、 第 1情報層 3 1において、 第 1界面層と第 2界面層の少なくともいずれか一方がなくてもよい。 また、 第 3 界面層と第 4界面層がなくてもよい。
図 7の情報記録媒体 1 7、 図 8の情報記録媒体 1 8、 および、 図 9の情報記録 媒体 1 9は、 以下で説明する方法によって製造できる。
はじめに、 図 7の情報記録媒体 1 7の製造方法を説明する。
まず、 基板 2上に第 2の情報層 4 1を形成する。 具体的には、 まず基板 2 (厚 さが例えば 1 1 0 0 μ ηι) を用意し、 成膜装置内に配置する。
続いて、 基板 2上に第 2反射層 3 0 6を成膜する。 このとき、 基板 2にレーザ ビーム 1を導くための案内溝が形成されている場合には、 案内溝が形成された側 に第 2反射層 3 0 6を成膜する。 第 2反射層 3 0 6は、 実施形態 1で説明した図 1の反射層 1 0 6と同様の方法で形成できる。
続いて、 第 2反射層 3 0 6上に、 第 4誘電体層 3 0 5を成膜する。 第 4誘電体 層 3 0 5は、 実施形態 1で説明した図 1の第 2誘電体層 1 0 5と同様の方法で形 成できる。
続いて、 第 4誘電体層 3 0 5上に、 第 4界面層 3 0 4を成膜する。 第 4界面層 3 0 4は、 実施形態 1で説明し 図 1の第 4界面層 1 0 4と同様の方法で形成で さる。
続いて、 第 4界面層 3 0 4上に、 第 2記録層 3 0 3を成膜する。 第 2記録層は、 実施形態 .1で説明した図 1の記録層 1 0 3と同様の方法で形成できる。
続いて、 第 2記録層 3 0 3上に、 第 3界面層 3 0 2を成膜する。 第 3界面層 3 0 2は、 実施形態 1で説明レた図 1の第 1界面層 1 0 2と同様の方法で形成でき る。
続いて、 第 3界面層 3 0 2上に、 第 3誘電体層 3 0 1を成膜する。 第 3誘電体 層 3 0 1は、 実施形態 1で説明した図 1の第 1誘電体層 1 0 1と同様の方法で形 成できる。
このようにして、 第 2の情報層 4 1を形成する。
続いて、 第 2の情報層 4 1の第 3誘電体層 3 0 1上に光学分離層 3 2を形成す る。 光学分離層 3 2は、 光硬化性樹脂 （特に紫外線硬化性樹脂） または遅効性樹 脂を第 3誘電体層 3 0 1上に塗布してスピンコートしたのち、 樹脂を硬化させる ことにより形成できる。 なお、 光学分離層 3 2がレーザビーム 1の案内溝を備え る場合には、 溝が形成された基板 (型) を硬化前の樹脂に密着させたのち、 樹脂 , を硬化させ、 その後、 基板 (型) をはがすことによって案内溝を形成できる。
なお、 第 3誘電体層 3 0 1を成膜した後、 または光学分離層 3 2を形成した後、 必要に応じて、 第 2記録層 3 0 3の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよ い。
' 続いて、 光学分離層 3 2上に第 1情報層 3 1を形成する。 具体的には、 光学分 離層 3 2上に、 透過率調整層 2 0 7、 第 1反射層 2 0 6、 第 2誘電体層 2 0 5、 第 2界面層 2 0 4、 第 1記録層 2 0 3、 第 1界面層 2 0 2、 第 1誘電体層 2 0 1 をこの順序で成膜する。 ここで、 図 4の情報記録媒体 1 4と符号が重複する層の 製造工程は、 それぞれ実施形態 2で説明した方法で形成できる。
最後に、 第 1誘電体層 2 0 1上に透明層 3を形成する。 透明層 3は、 実施形態 1で説明した図 1の方法で形成できる。
なお、 第 1誘電体層 2 0 1を成膜した後、 または透明層 3を形成した後、 必要 に応じて、 第 1記録層 2 0 3の全面を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。 また、 第 1誘電体層 2 0 1を成膜した後、 または透明層 3と形成した後、 必要に 応じて、 第 2記録層 3 0 3、 第 1記録層 2 0 3の全面を結晶化させる初期化工程 を行ってもよい。 この場合、 第 1記録層 2 0 3の結晶化を先に行うと、 第 1記録 層 2 0 3の透過率が減少するため、 第 2記録層 3 0 3を結晶化するために必要な レーザパワーが大きくなる傾向にある。 特に、 初期化に赤色レーザを使用する場 合、 結晶化に伴う透過率の減少が大きい。 このため、 第 2記録層 3 0 3を先に結 晶化させることが好ましい。
以上のようにして、 図 7の情報記録媒体 1 7を製造できる。 なお、 情報記録媒 体 1 7の第 1情報層は、 第 1情報層 3 1の代わりに、 図 5の第 1情報層 3 7また は図 6の第 1情報層 3 8を用いてもよい。
次に、 図 8の情報記録媒体 1 8の製造方法を説明する。 基板 2上に、 図 7の情 報記録媒体 1 7の製造方法と同様の方法で第 2記録層 3 0 3まで製造する。 続い て、 第 2記録層 3 0 3上に第 3誘電体層 3 0 7を成膜する。 第 3誘電体層 3 0 7 は、 Sを含まなレ、材料のターゲットを用いて成膜することが好ましく、 実施形態 1で説明した図 1の第 1誘電体層 1 0 1と同条件で形成することができる。 この ようにして、 第 2の情報層 4 2を形成する。 続いて、 第 2の情報層 4 2上に光学 分離層 3 2を形成する。 続いて、 光学分離層 3 2上に第 1情報層 3 1を形成する。 • なお、 図 4の情報記録媒体 1 4と符号が重複する層の工程は説明を省略する。 こ のようにして、 図 8の情報記録媒体 1 8を製造できる。 なお、 情報記録媒体 1 8 の第 1情報層は、 第 1情報層 3 1の代わりに、 図 5の第 1情報層 3 7または図 6 の第 1情報層 3 8を用いてもよい。
次に、 図 9の情報記録媒体 1 9の製造方法を説明する。 基板 2上に、 図 7の情 報記録媒体 1 7の製造方法と同様の方法で第 2反射層 3 0 6まで形成したあと、 第 2反射層 3 0 6上に第 4誘電体層 3 0 8を成膜する。 第 4誘電体層 3 0 8は、 Sを含まない材料のターゲットを用いて成膜することが好ましく、 実施形態 1で 説明した図 1の第 2誘電体層 1 0 5と同条件で形成することができる。 続いて、 第 4誘電体層 3 0 8上に記録層 3 0 3を形成する。 続いて、 記録層 3 0 3上に第 3界面層 3 0 2、 第 3誘電体層 3 0 1の順で成膜する。 このようにして、 第 2の 情報層 4 3を形成する。 続いて、 第 2の情報層 4 3上に光学分離層 3 2を形成し、 光学分離層 3 2上に第 1情報層 3 1を形成する。 なお、 図 4の情報記録媒体 1 4 と符号が重複する層の製造工程は説明を省略する。 このようにして、 図 9の情報 記録媒体 1 9を製造できる。 なお、 情報記録媒体 1 9の第 1情報層は、 第 1情報 層 3 1の代わりに、 図 5の第 1情報層 3 7または図 6の第 1情報層 3 8を用いて あよい。
(実施形態 4 )
実施形態 4では、 本発明の情報記録媒体の一例を説明する。 実施形態 4の情報 記録媒体 2 0の一部断面図を図 1 0に示す。 情報記録媒体 2 0は、 実施形態 2の 情報記録媒体 1 4と同様、 片面からのレーザビーム 1の照射によって情報記録再 生が可能な多層光学的情報記録媒体である。
情報記録媒体 2 0では、 基板 4上に光学分離層 3 2、 3 3、 3 5などを介して 順次積層された第 1情報層 3 1、 第 （N— 1 ) 情報層 3 4、 および第 N情報層 3 6などの N組の情報層と、 その上に接着層 6を介して密着されたダミ一基板 5に より構成されている。
基板 4、 およびダミー基板 5は、 基板 4と同様に、 透明で円盤状の基板である。 基板 4およびダミ一基板 5には、 例えば、 ポリカーボネートやアモルファスポリ ォレフィンや P MMAなどの樹脂、 またはガラスを用いることができる。
基板 4の第 1誘電体層 2 0 1側の表面には、 必要に応じてレーザビーム 1を導 くための案内溝が形成されていてもよい。 基板 4の第 1誘電体層 2 0 1側と反対 側の表面は、 平滑であることが好ましい。 基板 4およびダミー基板 5の材料とし ては、 転写性 ·量産性に優れ、 低コストであることから、 ポリカーボネートが特 に有用である。 なお、 基板 4の厚さは、 十分な強度があり、 且つ情報記録媒体 2 0の厚さが 1 2 0 0 m程度となるよう、 5 0 0 μ m〜 1 2 0 0 μ πιの範囲内で あることが好ましい。
なお、 基板 4上に形成された第 1情報層 3 1は、 図 4の情報記録媒体 1 4と同 一の符号を付しており、 その説明を省略する。 接着層 6は、 光硬化性樹脂 （特に紫外線硬化性樹脂） や遅効性樹脂などの樹月旨 からなり、 使用するレーザビーム 1に対して光吸収が小さいことが好ましく、 短 波長域において光学的に複屈折が小さいことが好ましい。
なお、 第 1界面層 2 0 2がなくてもよく、 図 1 1の情報記録媒体 2 1に示すよ うに、 第 1情報層 3 1は図 5の第 1情報層 3 7を用いてもよい。 また、 第 2界面 層 2 0 4がなくてもよく、 図 1 2の情報記録媒体 2 2に示すように、 第 1情報層 3 1は図 6の第 1情報層 3 8を用いてもよい。
図 1 0の情報記録媒体 2 0、 図 1 1の情報記録媒体 2 1、 およぴ図 1 2の情報 記録媒体 2 2の製造方法について以下で説明する。
はじめに、 図 1 0の情報記録媒体 2 0の製造方法を説明する。
まず、 基板 4 (厚さが例えば 6 0 0 z m) 上に、 第 1情報層 3 1を形成する。 このとき、 基板 4にレーザビーム 1を導くための案内溝が形成されている場合に は、 案内溝が形成されている側に第 1情報層 3 1を形成する。 具体的には、 基板 4を成膜装置内に配置し、 実施形態 2で説明した図 4の情報記録媒体 1 4と逆の 順番で形成する。 基板 4上に、 第 1情報層 3 1として第 1誘電体層 2 0 1、 第 1 界面層 2 0 2、 第 1記録層 2 0 3、 第 2界面層 2 0 4、 第 2誘電体層 2 0 5、 第 1反射層 2 0 6、 透過率調整層 2 0 7を順次積層し、 第 1情報層 3 1を形成する。 その後、 （N— 1 ) 層の情報層を光学分離層を介して順次積層する。 情報層は、 単層膜または多層膜からなり、 それらの各層は、 図 4の製造方法と同様に、 成膜 装置内で材料となるスパッタリングターゲットを順次スパッタリングすることに よって形成できる。
最後に、 第 N情報層 3 6とダミー基板 5を接着層 6を用いて貼り合せる。 具体 的には、 光硬化性樹脂 （特に紫外線硬化性樹脂） や遅効性樹脂などの樹脂を情報 層 3 6上に塗布して、 ダミー基板 5を情報層 3 6上に密着させてスピンコートし たのち、 樹脂を硬ィ匕させるとよい。 また、 ダミー基板 5に予め粘着性の樹脂を均 一に塗布し、 それを情報層 3 6に密着させることもできる。
なお、 ダミ一基板 5を密着させた後、 必要に応じて、 第 1記録層 2 0 3の全面 を結晶化させる初期化工程を行ってもよい。
このようにして、 図 1 0の情報記録媒体 2 0を製造できる。 なお、 図 1 1の情報記録媒体 2 1に示すように、 図 1 0の第 1情報層 3 1は図 5の第 1情報層 3 7と置き換えてもよい。 また、 図 1 2の情報記録媒体 2 2に示 すように、 図 1 0の第 1情報層 3 1は図 6の第 1情報層 3 8と置き換えてもよい。
(実施形態 5 )
実施形態 5では、 実施形態 1、 2、 3、 および 4で説明した本発明の情報記録 媒体の記録再生方法について説明する。
本発明の記録再生方法に用いられる記録再生装置 2 3の一部の構成を図 1 3に 模式的に示す。 図 1 3を参照して、 記録再生装置 2 3は、 情報記録媒体 5 0を回 転させるためのスピンドルモータ 5 1と、 半導体レーザ 5 3を備える光学へッド 5 2と、 半導体レーザ 5 3から出射されるレーザビーム 1を集光する対物レンズ
5 4とを備える。 情報記録媒体 5 0は、 実施形態 1、 2、 3、 および 4で説明し た情報記録媒体であり、 一つの情報層、 または複数の情報層 （例えば、 第 1情報 層 3 1、 第 2の情報層 4 1 ) を備える。 対物レンズ 5 4は、 レーザビーム 1を情 報層上に集光する。
光学的情報記録媒体への情報の記録、 消去、 および上書き記録は、 レーザビー ム 1のパワーを高パワーのピークパワー （P p (mW) ) と低パワーのバイアス パワー ( P b (mW) ) とに変調させることによって行う。 記録層にピークパヮ 一のレーザビーム 1を照射することによって、 照射部に記録マークが形成される。 記録マーク間では、 パイァスパワーのレーザビーム 1が照射されると、 結晶相と なり、 消去部分 (マーク間) が形成される。 なお、 ピークパワーのレーザビーム 1を照射する場合には、 パルスの列で形成する、 いわゆるマルチパルスとするの が一般的である。 なお、 マルチパルスはピークパワー、 バイアスパワーのパワー レベルだけで変調されてもよいし、 0 mW~ピークパヮ一の範囲のパヮ一レベル によって変調されてもよい。
また、 ピークパワー、 バイアスパワーのいずれのパワーレベルよりも低く、 そ のパワーレベルでのレーザビーム 1の照射によって記録マークの光学的な状態が 影響を受けず、 且つ光学的情報記録媒体から記録マーク再生のための十分な反射 光量が得られるパワーを再生パワー （P r (mW) ) とし、 再生パワーのレーザ ビーム 1を照射することによって得られる光学的情報記録媒体からの信号を検出 器で読みとることにより、 情報信号の再生が行われる。
レーザビーム 1の波長は、 700 nm以下であることが好ましく、 高密度にす るには 350〜450 nmの範囲内であることがより好ましい。 対物レンズ 54 の開口数 NAは、 青紫色レーザを用いる場合には、 0. 5〜1. 1の範囲内であ ることが好ましく、 より好ましくは 0. 6〜1. 0の範囲内である。 例えば、 青 紫色レーザを用いて記録再生を行う 25 GB密度の情報記録媒体において、 情報を 記録する際の光学的情報記録媒体の線速度は、 1 Om/秒程度で記録再生を行つ てもよい。 これにより、 転送レート 7 OMb p sが可能である。
2つの情報層を備えた情報記録媒体 17、 情報記録媒体 18、 および情報記録 媒体 19において、 第 1情報層 31に対して記録を行う際には、 レーザビーム 1 の焦点を第 1記録層 203に合わせ、 透明層 3を透過したレーザビーム 1によつ て第 1記録層 203に情報を記録する。 再生は、 第 1記録層 203によつて反射 され、 透明層 3を透過してきたレーザビーム 1を用いて行う。 第 2の情報層 41、 42、 43に対して記録を行う際には、 レーザビーム 1の焦点を第 2記録層 41、 42, 43に合わせ、 透明層 3、 第 1情報層 31、 および光学分離層 32を透過 してレーザビーム 1によつて情報を記録する。 再生は、 第 2記録層 303によつ て反射され、 光学分離層 32、 第 1情報層 31、 および透明層 3を透過してきた レーザビーム 1を用いて行う。
なお、 例えば図 4の情報記録媒体 14において、 基板 2、 光学分離層 32、 3 3、 および 35にレーザビーム 1を導くための案内溝が形成されている場合、 情 報は、 レ一ザビーム 1に近い方の溝間 (グループ） に行われてもよいし、 レーザ ビーム 1から遠い方の溝上 （ランド） に行われてもよい。 また、 グループとラン ドの両方に情報を記録してもよい。
記録性能は、 レーザビーム 1をこの Ppと Pbの間でパワーを変調し、 （ 1— 7) 変調方式でマーク長 0. (2 T) から 0. 596 m (8T) ま でのランダム信号を記録し、 前端間および後端間のジッターをタイムィンターパ ルアナライザ一で測定することによつて評価した。
(実施形態 6)
実施形態 6では、 本発明の情報記録媒体の一例として、 図 14の情報記録媒体 6 0を説明する。 情報記録媒体 6 0は、 電流の印加によって情報の記録再生が可 能な電気的情報記録媒体である。
基板 6 1の材料としては、 ポリカーボネートなどの樹脂基板、 ガラス基板、 A 1 2 O 3 などのセラミック基板、 S i基板、 C uなどの各種金属基板を用いるこ とができる。 ここでは、 基板 6 1の一例として S i基板を用いた場合について説 明する。 情報記録媒体 6 0は、 基板 6 1上に下部電極 6 2、 本発明の記録層 6 3、 上部電極 6 4を順に積層した構造である。 下部電極 6 2およぴ上部電極 6 4は、 本発明の記録層 6 3に電流を印加する為に形成する。
本発明の記録層 6 3は、 電流の印加により発生するジュール熱によつて結晶部 と非晶質部との間で可逆的な相変化を起こす材料であり、 結晶部と非晶質部との 間で抵抗率が変化する現象を情報の記録に利用する。 本発明の記録層 6 3の材料 は、 実施形態 1の記録層 1 0 3と同様の材料を用いることができ、 本発明の記録 層 6 3は実施形態 1の記録層 1 0 3と同様の方法で形成できる。
また、 下部電極 6 2および上部電極 6 4には、 A l、 A u、 A g、 C u、 P t などの単体金属材料あるいは、 これらのうちの 1つまたは複数の元素を主成分と し、 耐湿性の向上あるいは熱伝導率の調整などのために適宜 1つまたは複数の他 の元素を添加した合金材料を用いることができる。 下部電極 6 2および上部電極 6 4は、 A rガス雰囲気中で材料となる金属母材または合金母材をスパッタ Vン グすることによつて形成できる。
情報記録媒体 6 0に、 印加部 6 5を介して電気的情報記録再生装置 6 6を電気 的に接続する。 この電気的情報記録再生装置 6 6により、 下部電極 6 2と上部電 - 極 6 4の間には、 本発明の記録層 6 3に電流パルスを印加するためにパルス電流 6 7がスィツチ 6 8を介して接続される。 また、 本発明の記録層 6 3の相変化に ' よる抵抗値の変化を検出する為に、 下部電極 6 2と上部電極 6 4の間にスィッチ ' 6 9を介して抵抗測定器 7 0が接続される。 本発明の記録層 6 3において非晶質 相 （高抵抗状態） から結晶相 （低抵抗状態） に変化させる為には、 スィッチ 6 8 を閉じて （スィツチ 6 9は開く） 電極間に電流パルスを印加し、 電流パルスが印 加される部分の温度が、 材料の結晶化温度より高く、 且つ融点より低い温度で結 晶化時間の間保持されるようにする。 結晶相から非晶質相に戻す場合には、 結晶 時よりも相対的に高い電流パルスをより短い時間で印加し、 本発明の記録層 6 3 を融点より高い温度にして溶融した後、 急激に冷却する。
ここで、 本発明の記録層 6 3が非晶質相の場合の抵抗値を r a 、 本発明の記録 層 6 3が結晶相での抵抗値を r c とすると、 r a > r c となる。 従って、 電極間 の抵抗値を抵抗測定器 7 0で測定することにより、 2つの異なる状態、 すなわち 1値の情報を検出できる。
この情報記録媒体 6 0をマトリクス的に多数配置することによって、 図 1 5に 示すような大容量の電気的情報記録媒体 7 1を構成することができる。 各メモリ セル 7 2には、 微小領域に情報記録媒体 6 0と同様の構成が形成されている。 各々のメモリセル 7 2への情報の記録再生は、 ヮード線 7 3およびビット線 7 4 をそれぞれ 1つ指定することによって行う。
図 1 6は、 電気的情報記録媒体 7 1を用いた、 情報記録システムの一構成例を 示したものである。 記憶装置 7 5は、 電気的情報記録媒体 7 1とアドレス指定回 路 7 6によつて構成される。 アドレス指定回路 7 6により、 電気的情報記録媒体 7 1のヮード線 7 3およぴビット線 7 4がそれぞれ指定され、 各々のメモリセル
7 2への情報の記録再生を行うことができる。 また、 記憶装置 7 5を、 少なくと もパルス電源 7 7と抵抗測定器 7 8から構成される外部回路 7 9に電気的に接続 することにより、 電気的情報記録媒体 7 1への情報の記録再生を行うことができ る。
(実施形態 7 )
実施形態 7では、 本発明の情報記録媒体の一例を説明する。 実施形態 7の情報 記録媒体 2 2 0の一部断面図を図 2 1に示す。 情報記録媒体 2 2 0は、 レーザビ ーム 1の照射によつて情報の記録再生が可能な光学的情報記録媒体であり、 DVD - RAM媒体に用いることができる。
情報記録媒体 2 2 0は、 基板 2 2 2上に順次積層した第 1誘電体層 1 0 1、 第
1界面層 1 0 2、 記録層 1 0 3、 第 2界面層 1 0 4、 第 2誘電体層 1 0 5、 光吸 収補正層 2 2 7、 反射層 1 0 6、 接着層 6、 およびダミー基板 2 2 5により構成 されている。
レーザビーム 1は基板 2 2 2側から入射し、 本実施形態では波長約 6 6 0 n m のレーザビーム 1を用いることができる。
基板 222は、 実施形態 1の基板 2と同様にポリカーボネートを用いることが でき、 本実施形態では約 600 /imの厚みのものが好ましく用いられる。 基板 2 22には必要に応じて凹凸の案内溝が設けられていてもよく、 レーザビーム 1か ら見て近い方の溝面をグループ、 遠い方の溝面をランドと定義する。
第 1誘電体層 101は、 実施形態 1と同様の機能を有し、 材料も同様のものを 用いることができる。 また、 膜厚はマトリクス法に基づく計算により、 例えば Z n S-S i O 2を用いた場合、 本実施形態では 100 nm~ 160n mの範囲が 好ましい。
第 1界面層 102および第 2界面層 104は、 実施形態 1と同様の機能を有し、 材料も同様のものを用いることができる。 膜厚も同様に、 l nm〜10nmが好 ましい。
本発明の記録層 103は、 実施形態 1と同様に、 Geと、 Teと、 Mlと、 M 2と、 M3を含む材料を用いることができ、 膜厚は、 本実施形態では 6 n m〜 1 2 nmが好ましい。
第 2誘電体層 105は、 実施形態 1と同様の機能を有し、 材料も同様のものを 用いることができる。 また、 膜厚はマトリクス法に基づく計算により、 例えば Z 11 S-S i 02を用いた場合、 本実施形態では 20 nm〜 60 nmの範囲が好ま しい。
光吸収補正層 227は、 記録層 103が結晶状態であるときの記録層 103の 光吸収率 A cと非晶質状態であるときの記録層 103の光吸収率 A aの比 A c / A aを調整し、 書き換え時にマーク形状が歪まないようにする働きがある。 光吸 収補正層 227は、 屈折率が高く、 且つ適度に光を吸収する材料で形成されるこ とが好ましい。 例えば、 波長約 660 nmのレーザ光に対して、 屈折率 nが 3以 上 6以下、 消衰係数 kが 1以上 4以下である材料を用いて、 光吸収補正層 227 を形成できる。 具体的には、 Ge— C r、 および Ge— Mo等の非晶質の Ge合 金、 S i— Cr、 S i—Mo、 および S i— W等の非晶質の S i合金、 Te化物、 ならびに T i、 Z r、 Nb、 Ta、 C r、 Mo、 W、 SnTe、 および PbTe 等の結晶性の金属、 半金属及び半導体材料から選択される材料を使用することが 好ましい。 光吸収補正層 2 2 7の膜厚は、 1 0 η π！〜 6 0 n mであることが好ま しく、 2 0 n m〜5 0 n mであることがより好ましい。
反射層 1 0 6は、 実施形態 1と同様の機能を有し、 材料も同様のものを用いる ことができる。 膜厚も同様に、 3 0 n n！〜 2 0 0 n mが好ましく、 5 0 n mから 1 6 0 n mがより好ましい。
接着層 6は、 ダミー基板 2 2 5を反射層 1 0 6に接着するために設けられる。 接着層 6は、 耐熱性及び接着性の高い材料、 例えば、 紫外線硬化性樹脂等の接着 樹月旨を用いて形成してよい。 具体的には、 アクリル樹脂を主成分とする材料また はエポキシ樹脂を主成分とする材料で、 接着層 6を形成してよい。 また、 必要に 応じて、 接着層 6を形成する前に、 紫外線硬化性樹脂よりなる、 厚さ 5〜 2 0 μ mの保護層を反射層 1 0 6の表面に設けてもよい。 接着層 6の厚さは好ましくは 1 5〜4 0 x mであり、 より好ましくは 2 0〜3 5 μ ΐηである。
ダミー基板 2 2 5は、 情報記録媒体 2 2 0の機械的強度を高めるとともに、 第 1誘電体層 1 0 1から反射層 1 0 6までの積層体を保護する。 ダミー基板 2 2 5 の好ましい材料は、 基板 2 2 2の好ましい材料と同じである。 ダミ一基板 2 2 5 を貼り合わせた情報記録媒体 2 2 0において、 機械的な反り、 および歪み等が発 生しないように、 本実施形態ではダミ一基板 2 2 2と基板 2 2 5は、 実質的に同 一材料で形成され、 同じ厚さを有することが好ましレ、。
次に、 図 2 1の情報記録媒体 2 2 0の製造方法について説明する。
本実施形態では、 実施形態 1と成膜する順序が逆になる。 各層の成膜方法で実 施形態 1と重複する内容については説明を省略する。
まず、 基板 2 2 2 (厚さが例えば 6 0 Ο μ πι) を用意し、 スパッタリング装置 内に配置する。
続いて、 基板 2 2 2上に第 1誘電体層 1 0 1を成膜する。 このとき、 基板 2 2 2にレーザビーム 1を導くための案内溝が形成されている場合には、 案内溝が形 成された側に第 1誘電体層 1 0 1を成膜する。
続いて、 第 1誘電体層 1 0 1上に第 1界面層 1 0 2を成膜し、 第 1界面層 1 0 2上に記録層 1 0 3を成膜する。
続いて、 記録層 1 0 3上に第 2界面層 1 0 4を成膜し、 第 2界面層 1 0 4上に 第 2誘電体層 1 0 5を成膜する。
続いて、 第 2誘電体層 1 0 5上に光吸収補正層 2 2 7を成膜する。 光吸収補正 層 2 2 7は、 直流電源または高周波電源を用いて、 スパッタリングを実施する。 スパッタリングターゲットとして、 G e—C r、 および G e—M o等の非晶質 G e合金、 S i— C rおよび S i— M o等の非晶質 S i合金、 T e化物、 ならびに
T i、 Z r、 N b、 T a、 C r、 M o、 W、 S n T e、 および P b T e等の結晶 性の金属、 半金属、 および半導体材料から選択される材料から成るものを用いる。 スパッタリングは、 一般には、 A rガス雰囲気中で実施する。
最後に、 光吸収補正層 2 2 7上に反射層 1 0 6を成膜する。
反射層 1 0 6を成膜した後、 第 1誘電体層 1 0 1から反射層 1 0 6まで順次積 層した基板 2 2 2をスパッタリング装置から取り出す。 それから、 反射層 1 0 6 の表面に、 接着層 6として紫外線硬化性樹脂を例えばスビンコ一ト法により塗布 する。 塗布した紫外線硬化性樹脂に、 ダミー基板 2 2 5を密着させて、 紫外線を ダミー基板 2 2 5側から照射して、 樹脂を硬化させ、 貼り合わせ工程を終了させ る。
貼り合わせ工程が終了した後は、 必要に応じて初期化工程を実施する。 初期化 工程は、 非晶質状態である記録層 1 0 3を、 例えば半導体レーザを照射して、 結 晶化温度以上に昇温して結晶化させる工程である。 初期化工程は貼り合わせ工程 の前に実施してもよい。 このように、 接着層 6の形成工程、 およびダミー基板 2 2 5の貼り合わせ工程を順次実施することにより、 実施の形態 7の情報記録媒体
2 2 0を製造することができる。
(実施形態 8 )
実施形態 8では、 本発明の情報記録媒体 2 2 0の記録再生評価方法について説 明する。
情報記録媒体 2 2 0の記録再生評価には、 図 1 3に示す記録再生装置 2 3を用 いることができる。 記録再生装置 2 3には、 情報記録媒体 2 2 0を回転させるス ピンドルモータ 5 1と、 レーザビーム 1を発する半導体レーザ 5 3を備えた光学 ヘッド 5 2と、 レーザビーム 1を情報記録媒体 2 2 0の記録層 1 0 3上に集光さ せる対物レンズ 5 4とを具備した一般的な構成の情報記録システムを用いること ができる。
情報記録媒体 220の評価は、 波長約 660 nmの半導体レーザと開口数約 0. 6の対物レンズを使用することにより、 容量 4. 7 GB相当の記録再生を行うこ とができる。
以下に、 実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
(実施例 1 )
実施例 1では、 図 1の情報記録媒体 11を作成し、 記録層 103の材料と、 情 報記録媒体 11の結晶化温度 Tx、 再生パワーの限界ィ直 ma x P r、 および長期 保存後の書き換え性能 A owとの関係を調べた。 具体的には、 記録層 103の材 料が異なる情報記録媒体 11のサンプルを 4種類作成した。 記録層 103は
[ (GeTe) x (M 1 M 3 ) x _ x ] A M22 + B T e3で表され、 M2とし て S bを用い、 A=22、 B = 0、 x = 0. 95の記録層 103
[ (GeTe) 0. 9 5 (M1M3) 0. 0 5 ] 2 2 Sb2 Te3
において、 Mlとして Sn, Tb， Dy、 M3として Teを用いて、 M1M3が S 11 T e， T b T e， D y T eである 3種類の記録層 103を用いた。 ただし、
M1M3が無い場合の比較サンプノレとして x =lである （GeTe) 2 2 S b 2 T e 3もサンプルとして用いた。 作成した 4サンプル'について、 情報記録媒体 1 1の結晶化温度 T X、 再生パワーの限界値 in a X P r、 および長期保存後の書き 換え性能 A o wを測定した。 記録層 103の結晶化温度 T Xを測定するサンプル はサンプル片、 再生パワーの限界値 m a X P r、 および長期保存後の書き換え性 能 A o wを測定するサンプルはサンプルディスクとして、 以下の方法でサンプル 片とサンプルディスクを 4種類ずつ製造した。
まず、 サンプル片では石英基板 （直径 10mm、 厚さ 0. 3mm) を用意し、 スパッタ装置内に配置した。 その石英基板上に記録層 103 (厚さ 10 nm) 、 カバー層として （Z r 02 ) 2 5 (S i 02 ) 2 5 (C r 2 03 ) 5 o ( m。
! o/o ) 層 （厚さ 5 nm) を順次スパッタリング法により積層した。 以上のように して製造したサンプル片において、 記録層 103の材料が異なるサンプル片を 4 種類作成した。 4種類のサンプル片に対して、 結晶化温度の測定を行った。 サン プル片にレーザを照射し、 50°C/m i nでサンプル片を昇温させながら、 連続 的に透過率を測定した。 この測定結果から、 透過率め急峻な低下が観察された温 度を結晶化温度と定義し、 4サンプルの温度を決定した。
次に、 サンプルディスクでは基板 2として、 レーザビーム 1を導くための案内 溝 （深さ 20nm、 グルーブーグループ間 0. 32 nm) が形成されたポリカー ポネート基板 （直径 120mm、 厚さ 1. 1mm) を用意した。 その基板 2をス パッタ装置に配置して、 基板 2のグループ形成側に反射層 106として A g-P d-CuH (厚さ 80 nm) 、 第 2誘電体層 105として （Z n S) 8 。 （S i 02 ) 2 。層 （厚さ 20nm) を積層した。 なお、 反射層 106に含まれる A g と第 2誘電体層 105に含まれる Sとの反応を防ぐため、 反射層 106上に界面 層として N i層 （厚さ 5 nm) 、 A 1層 （厚さ 10 nm) を順次積層した。 さら に A 1層上に、 第 2誘電体層 105として （Zn S) 8 。 （S i 02 ) 2 。層 (厚さ 20 nm) 、 第 2界面層 104として （Z r O 2 ) 2 5 (S i 02 ) 2 5 (C r 2 03 ) 5 。層 （厚さ 5 nm) 、 記録層 103 (厚さ 1 1 nm) 、 第 1界 面層 102として （Z r 02 ) 2 5 (S i 02 ) 2 5 (C r 2 03 ) 5 。層 （厚 さ 5 nm) 、 第 1誘電体層 101として （Z n S) 8 。 （S i 02 ) 2 。層 （厚 さ 60nm) 、 を順次スパッタリング法によって積層した。 最後に、 紫外線硬化 性樹脂を第 1誘電体層 101上に塗布し、 ポリカーボネートシ一ト (直径 120 mm, 厚さ 90μπι) を第 1誘電体層 101に密着し回転させることによって均 —な樹脂層を形成したのち、 紫外線を照射して樹脂層を硬化させることによって、 透明層 3を形成した。 その後、 記録層 103を半導体レーザで結晶化させる初期 化工程を行った。 以上のようにして製造したサンプルディスクにおいて、 記録層 103の材料が異なるサンプルを 4種類作成した。
ここで、 第 1誘電体層 101および第 2誘電体層 105の膜厚は、 マトリクス 法に基づく計算により、 厳密に決定した。 具体的は、 これらの厚さは、 波長 40 5 n mを用いて、 記録層 103の結晶部における情報記録媒体 11の基板鏡面部 での反射率 R c (%) が 20 %程度になるように、 また、 記録層 103の非晶質 部における情報記録媒体 1 1の基板鏡面部での反射率 R a (%) が 2%程度にな るように決定した。
以上のように作成した 4種類のサンプルディスクに対して、 まず図 13の記録 再生装置 23を用いて、 情報記録媒体 11の再生パワーの限界値 m a X P rおよ び長期保存後の書き換え性能 A o wを測定した。 このとき、 レーザビーム 1の波 長は 405 nm、 対物レンズ 54の開口数 NAは 0. 85、 最短マーク長は 0. 149 μιη、 測定時のサンプルの線速度は再生パワーの限界値 m a x P rの測定 では 5. 3 s、 長期保存後の書き換え性能 A o wの測定では 10. 6 mZ s とした。 また、 情報はグループに記録した。
再生パワーの限界値 ni a X P rの測定では、 まず、 レーザビーム 1を実施形態 5で説明したようにピークパワー P とバイアスパワー P bの間でパワー変調し、 (1-7) 変調方式でマーク長 0. 149μπι (2Τ) から 0. 596 μπι (8 Τ) までのランダム信号を同じグループに書き換え回数 10回の連続記録をした。 その記録信号を再生パヮー P r = 0. 25 mW〜 0. 35 mWで再生し、 前端間 ジッタ一および後端間ジッターをタイムィンターバルアナライザ一で測定し、 前 端間ジッターと後端間ジッターの平均値をその再生パヮ一におけるジッターと定 義した。 P r =0. 25 mW~ 0. 35 mW ( 0. 01 mWきざみ) におけるあ る再生パワー P rで記録直後のジッターを測定し、 その 4分後に再度ジッターを 測定した。 ここで、 記録直後のジッターに対するその 4分後のジッターの増加分 を Δ J i t. と定義した。 このジッターの増加分 Δ J i t. が Δ J. i t . ≥0. 2 %と確認された場合には、 その再生パワー P rにおいて再生光劣化が発生して いると判断し、 再生光劣化が生じない再生パヮ一の限界値 m a X P rが m a X P r < 0. 25mW½X、 0. 25mW≤ma x P r < 0. 35 mWは△、 0.
35 mW≤m a x P rは〇とした。
長期保存後の書き換え性能 A o wの評価では、 まずレーザビーム 1をこの P p と P bの間でパヮ一変調し、 (1-7) 変調方式でマーク長 0. 149 μπι (2 T) から 0. 596 μπι (8Τ) までのランダム信号を同じグループに書き換え 回数 10回の連続記録をした。 記録したグループにおいて、 前端間および後端間 のジッターをタイムインタ一バルァナライザ一で測定し、 前端間のジッターと後 端間のジッターの平均ジッターを長期保存前のジッターとした。 その後、 信号を 記録したサンプルを温度 80°C、 相対湿度 20%の条件で恒温恒湿槽に 100時 間放置した。 100時間放置後のサンプノレにおいて、 放置前の記録信号を 100 時間放置後に 1回書き換えた後の前端間、 および後端間ジッターを測定し、 前端 間と後端間の平均ジッターを長期保存後のジッターとした。 長期保存前後のジッ ターと比較することによって、 長期保存後の書き換え性能を評価した。 この場合、 長期保存前後のジッターの増加分が少ないほど、 長期保存後の書き換え性能に優 れている。 そこで、 長期保存後の書き換え性能 A owの評価では、 長期保存前後 におけるジッターの増加分を Δ J i t. と定義し、 Δ】 i t. ≤2%は〇、 2°/0 <A J i t. ^3%は厶、 3%<A J i t. は Xとした。
表 1には、 情報記録媒体 11の記録層 103における M 1の材料と、 情報記録 媒体 11の結晶化温度 Txと、 再生パワーの限界値 ma x P rの評価結果、 およ び長期保存後の書き換え性能 A o wの評価結果を示した。
Figure imgf000044_0001
表 1の結果から、 記録層 103の Mlとして S nを用いたサンプル 1一 1の場 合には、 記録層 103の結晶化温度 Txが 212°Cと低く、 再生パワーの限界値 m a X P rが 0. 25 mW未満と不十分であることがわかった。 また、 記録層 1
03にぉぃてMlM3を含まなぃx==lでぁるサンプルlー2の場合には、 記録 層 103の結晶化温度 T Xが 228 °Cであり、 再生パワーの限界値 m a x P rが 0. 25以上ではあるが、 0. 35未満と不十分であることがわかった。 記録層 の Mlとして Tbおよび Dyを用いたサンプル 1一 3、 1一 4では、 サンプノレ 1 — 3での記録層 103の結晶化温度 T Xは 233 °C、 サンプル 1—4での記録層
103の結晶化温度 T Xは 236 °Cであり、 いずれのサンプルにおいても再生パ ヮ一の限界値 m a X P rが 0. 35 mW以上と十分であることがわかつた。 また、 この時、 長期保存後の書き換え性能 Aowも 2%以下と十分であることがわかつ た。 以上をまとめると、 Mlとして S nを用いた場合、 および x=lの場合には、 再生パヮ一の限界値 m a x P rが 0. 35 mW未満であり、 再生光による劣化が 確認されだ。 Mlとして Tbおよび Dyを用いた場合には、 再生パワーの限界値 ma xP rが 0. 35 mW以上であること力 ら、 再生光に対して記録層の非晶質 部が安定に存在できることがわかった。 これらのことから、 M1M3として Tb や Dyといった希土類金属と Teとの化合物を用いることにより、 記録層の結晶 化温度を高め、 再生パワー限界値および長期保存後の書き換え性能を両立できる ことがわかった。
なお、 サンプル 1-3において、 第 1界面層 102と記録層 103の間に核生 成層 M1M3として Dy T e (厚さ 1 nm) を設けると、 再生パワーの限界値 m a X P rは変わらないが、 長期保存後の書き換え性能 A owがさらに改善される 良好な結果が得られた。 さらに、 核生成層 D yTe (1 nm) を記録層 103と 第 2界面層 104の間に形成しても、 長期保存後の書き換え性能 A o wの良好な 結果が得られた。
(実施例 2)
実施例 2では、 図 1の情報記録媒体 1 1を作成し、 記録層 103の材料と、 情 報記録媒体の再生パワー限界値 ma X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wとの関係を調べた。 具体的には、 記録層 103の材料が異なる 8種類のサンプ ルを作成した。 記録層 103は [ (GeTe) x (M 1 M 3 ) x _ x ] A M22 + B T e 3で表され、 M2として B iを用い、 A= 22、 B = 0、 x = 0. 95 の記録層 103
[ (GeTe) Q . 9 5 (MlM3) Q . 。 5 ] 2 2 B i 2 Te3
において、 M1M3として GaTe, MnT e， N i T e, P b T e , SnTe, ZnTe, GdTe, D y T eの 8襌類を用いた。 これらの材料は、 融点並びに 結晶構造の異なる T e化物である。 これらの 8サンプルは実施例 1のサンプルデ イスクと同様の方法により作成し、 実施例 1と同様の方法を用いて、 再生パワー 限界値 m a xP rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wを評価した。
次に、 表 2に、 情報記録媒体 11の記録層 103として M 1 M 3の 8種類の材 料とその融点および結晶構造を記し、 情報記録媒体 11での再生パワーの限界値 ma x P rの評価結果、 および長期保存後の書き換え性能 A o wの評価結果を示 した。 なお、 表 1と同様に再生パワーの限界値 m a X P rが m a x P r < 0. 2 5 ^iX、 0. 25mW≤ma x P r < 0. 3 5lnWは△、 0. 35mW≤ ma x P rは〇とし、 長期保存前後におけるジッターの増加分 Δ J i t. が Δ J i t . ≤2%は〇、 2%<Δ】 i t. ≤ 3%は厶、 3%<Δ J i t. は Xとし た。
表 2
Figure imgf000046_0001
表 2の結果から、 記録層 103の M 1 M 3として結晶構造が立方晶でない G a T e， MnT e, N i T eを用いた場合には、 長期保存後の書き換え性能 A o w が 2 %より大きく不十分であることがわかつた。 また、 記録層 103の M1M3 において結晶構造が立方晶である場合には、 長期保存後の書き換え性能 A o wが 2 %以下と良好な結果が得られた。
記録層 1 03の M 1 M 3として、 融点が 1 000°C未満と低い G a T e， N i T e， P b T e, S n T eを用いた場合、 再生パワーの限界値 m a x P rが 0.
25 mW未満と不十分であることがわかつた。 また、 融点が 1 300 未満であ る MnT e, Z nT eを M1M3として用いた場合には、 再生パワーの限界値 m a x P rが 0. 3 5 mW未満であった。 また、 融点が 1 300°C以上と高い G d T'e , DyT eを M 1 M 3として用いた場合には、 再生パワーの限界値 m a x P rが 0. 3 5 mW以上と十分であり、 長期保存後の書き換え性能 A o wの評価に おいても 2%以下と十分であることがわかった。 従って表 2の結果から、 Ml M3の結晶構造が立方晶でない場合は長期保存後 の書き換え性能が低下し、 M1M3の融点が 1000°C未満の場合には再生光劣 化を引き起こすことがわかった。
なお、 M 2力 S S bである記録層 103 [ (GeTe) 0. 9 5 (M 1 M 3 ) 0. 0 5 ] 2 2 S b 2 T e3の場合や、 ^13が5 iである記録層 103 [ (G e T e) 0 , 9 5 (M 1 B i ) 0. o 5 ] 2 2 M22 Te3の場合にも、 同様の結果 が得られた。 さらに、 Mlとして S c, Y, La, Ce, P r , Nd, Sm, T b， Ho, Er， Yb及び Luから選ばれる少なくとも一つの元素を用いた場合 にも、 結晶化温度が高く、 再生パワーの限界値が 0. 35mW以上と良好で、 長 期保存後の書き換え性能 A o wの評価が 2 %以下と良好であった。
以上のこと力ゝら、 M1M3は結晶構造が立方晶で、 融点が 1300 °C以上であ る M3=B iの B i化物または M3=T eの T e化物において、 Mlとして希土 類元素を用いた場合、 再生光劣化を引き起こさず、 長期保存後の書き換え性能に 優れた情報記録媒体が得られることがわかった。
(実施例 3)
実施例 3では、 図 1の情報記録媒体 11を作成し、 記録層 103の材料と、 情 報記録媒体の再生パワー限界値 ma X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wとの関係を調べた。 具体的には、 記録層 103の材料が異なる 8種類のサンプ /レを作成した。 記録層 103は [ (GeTe) x (M 1 M 3 ) x _ x ] A M22 + B T e3で表され、 M2として B i、 M1M3として L a B iを用い、 A= 2
2、 x = 0. 90の記録層 103
[ (G e T e ) Q g o ( L a B i ) 0 i o」 2 2 B i 2 + B Te3
において、 B= l， 3， 5の 3種類を記録層 103として用いた。 これらの 3サ ンプルは実施例 1のサンプルディスクと同様の方法により作成し、 実施例 1と同 様の方法を用いて、 再生パワー限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換え性 能 A owを評価した。
表 3に、 情報記録媒体 1 1の記録層 103で B=l， 3， 5の 3サンプルにお いて、 再生パワーの限界値 ma X P rの評価結果、 および長期保存後の書き換え 性能 A owの評価結果を示した。 なお、 表 2と同様に再生パワーの限界値 ma X ]：が111& 卩 1" <0. 25111 は 、 0. 25mW≤ma x P r < 0. 35 mWは△、 0. 35 mW≤ma x P rは〇とし、 長期保存前後におけるジッタ' の増加分 Δ J i t. が i t. ≤2%は〇、 2%<A J i t. ≤3%は厶、 3%<Δ J i t. は Xとした。
表 3
Figure imgf000048_0001
表 3より、 情報記録媒体 11において記録層 103 [ (GeTe) 。 . 9 。
(L a B i ) 0 1 0 ] 2 2 ：612 + 3 丁63の：6が1， 3， 5のいずれにおい ても、 再生パワーの限界値 m a xP rが 0. 35 mW以上、 長期保存後の書き換 え性能 A o w力 S 2 %以下である良好な結果が得られた。
(実施例 4)
図 2の情報記録媒体 12のように、 界面層として記録層 103の第 2誘電体層 105側のみに第 2界面層 104がある場合、 および、 図 3の情報記録媒体 13 のように、 界面層として記録層 103の第 1誘電体層 101側のみに第 1界面層 102がある場合について、 実施例 2と同様に再生パワーの限界値 m a x P r、 および長期保存後の書き換え性能 Aowの測定を行った。 なお、 情報記録媒体 1 2の第 1誘電体層 107、 および情報記録媒体 13の第 2誘電体層 108として、 (Z r 02 ) 3 5 (S i O2 ) 3 5 (C r 2 03 ) 3 。層 （厚さ 30 nm) を用 いた。 本実施例では、 実施例 2と同様の結果が得られた。
(実施例 5 )
実施例 5では、 図 7の情報記録媒体 17において、 第 1の情報層 31、 および 第 2の情報層 41について、 再生パワーの限界値 m a X P r、 および長期保存後 め書き換え性能 Aowの測定を行った。 具体的は、 第 1記録層 203および第 2 記録層 303の材料が異なるサンプルを作成した。 第 1記録層 203は [ (GeTe) x (M 1 M 3 ) x _ x ] A M22 Te3で 表され、 M2として B iを用い、 A=31、 B=0、 x = 0. 97の第 1記録層 203
[ (GeTe) 0 . 9 7 (MlM3) 0. 。 3 ] 3 1 B i 2 Te3
において、 M1M3として L a B i , LaTe， P r T e, TbB i, GdTe,
DyB iを用いた。 ただし、 比較サンプルとして x =lである （Ge Te) 3 i B i 2 T e3もサンプルとして用いた。 第 2記録層 303は [ (GeTe) x (M 1 M 3 ) ! _ X ] A M22 Te3で表され、 M2として S bを用い、 A= 2 2、 B = 0、 x = 0. 9の第 2記録層 303
[ (GeTe) 。 9 (M1M3) 0 x ] 2 2 S b 2 T e3
において、 M1M3として C e B i， G d B i , NdB i , E r B i , DyB i , GdTe, D y T eを用いた。 作成したサンプルについて、 情報記録媒体 17の 第 1の情報層 31、 および第 2の情報層 41における再生パワーの限界値 m a x P r、 および長期保存後の書き換え性能 A o wの評価を行った。
サンプルは以下のようにして製造した。 まず、 基板 2として、 レーザビーム 1 を導くための案内溝 （深さ 20 nm、 トラックピッチ 0. 32μΐη) が形成され たポリカーボネート基板 （直径 120mm、 厚さ 1. 1mm) を用意し、 スパッ タ装置内に配置した。 そして、 その基板 2のグループ形成側上に、 第 2反射層 3
06として Ag— P d_Cu層 （厚さ 80nm) 、 第 4誘電体層 305として (ZnS) 8 。 （S i 02 ) 2 。層 （厚さ 22 nm) 、 第 4界面層 304として
(Z r 02 ) 3 5 (S i 02 ) 3 5 (C r 2 〇3 ) 3 。層 （厚さ 5 nm) 、 第 2 記録層 303 (厚さ 11 nm) 、 第 3界面層 302として （Z r 02 ) 3 5 (S
102 ) 3 5 (C r 2 03 ) 3 。層 （厚さ 5 nm) 、 第 3誘電体層 301として (ZnS) 8 0 (S i 02 ) 2 0層 （厚さ 22 nm) を順次スパッタリング法に より積層した。 第 2反射層 306として A g合金、 第 4誘電体層 305として S を含んでいることから、 第 2反射層 306と第 4誘電体層 305との間に界面層 として、 N i層 （厚さ 5 nm) 、 A 1 C r層 （厚さ 10 nm) を第 2反射層 30 6上に順次成膜した。 第 4誘電体層 305および第 3誘電体層 301の膜厚は、 マトリクス法に基づく計算により、 波長 405 nmにおいて、 第 2記録層 303 の結晶部での反射光量が非晶質部での反射光量よりも大きく、 且つ第 2記録層 3 03の結晶部と非晶質部との反射率の変化が大きく、 且つ、 第 2記録層 303の 光吸収効率が大きくなるように厳密に決定した。
次に、 第 3誘電体層 301上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、 その上に案内溝 (深さ 20nm、 グルーブーグループ間 0. 32/zm) を形成した基板をかぶせ て密着させ、 回転させることによって均一な樹脂層を形成し、 樹脂を硬化させた 後に基板をはがした。 この工程によって、 レーザビームを導く案内溝が第 2の情 報層 41側に形成された光学分離層 32を形成した。
その後、 光学分離層 32の上に、 透過率調整層 207として T i 02層 （厚さ 20 nm) 、 第 1反射層 206として A g— P d— C u層 （厚さ l Onm) 、 第
2誘電体層 205として （Z n S) 8 。 （S i 02 ) 2 0層 （厚さ 22 nm) 、 第 2界面層 204として （Z r 02 ) 5 6 (S i〇2 ) 1 4 (C r 2 03 ) 3 o 層 （厚さ 5 nm) 、 第 1記録層 203 (厚さ 6 nm) 、第 1界面層 202として (Z r 02 ) 5 6 (S i 02 ) 1 4 (C r 2 03 ) 3 。層 （厚さ 5 nm) 、 第 1 誘電体層として （ZnS) 8 。 （S i 02 ) 2 。層 （厚さ 40 nm) を順次スパ ッタリング法によつて積層した。 その後、 紫外線硬化性樹脂を第 1誘電体層 20 1上に塗布し、 ポリカーボネートシ一ト (直径 12 Omrn, 厚さ 90 m) を第 1誘電体層 201に密着させ回転させることによって、 透明層 3を形成した。 最 後に、 第 2記録層 303の全面を結晶化させる初期化工程、 および第 1記録層 2 03の全面を結晶化させる初期化工程をこの順に行った。 以上のようにして、 第
2記録層 303および第 1記録層 203の材料が異なる複数のサンプルを製造し た。
情報記録媒体 17の第 1記録層 203および第 2記録層における M 1 M 3の材 料と、 線速度が 5. 3m sにおける再生パヮ一の限界値 m a x P rの評価結果、 および線速度が 10. 6 mZ sにおける長期保存後の書き換え性能 A o wの評価 結果を表 4に示した。 なお、 ある再生パワーで記録直後にジッターを測定し、 そ の 4分後に再度ジッターを測定してジッターの増加分 Δ J i t. ≥0. 2%が確 認された場合には、 その再生パワー P rにおいて再生光劣化が発生していると判 断し、 再生光劣化が生じない再生パワーの限界値 m a xP rが ma xP rく 0. 25111 は 、 0. 25mW≤ma x P r < 0. 35 mWは△、 0. 35 mW ≤m a x P rは〇とし、 長期保存後の書き換え性能 A owの評価では、 長期保存 前後におけるジッタ一の増加分 Δ J i t. が Δ】 i t. ≤2%は〇、 2%く厶 J i t. ^3%は 3%く Δ J i t. は Xとした。
表 4
Figure imgf000051_0001
表 4より、 第 1情報層と第 2情報層に、 C e B iと L a B iを用いたサンプル 4—1、 GdB iと L a T eを用いたサンプル 4— 2、 NdB iと P r Teを用 いたサンプル 4— 3、 E r B iと Tb B iを用いたサンプル 4— 4、 DyB iと G d T eを用いたサンプル 4— 5、 G d T eと D y B iを用いたサンプル 4— 6、 および DyTeと DyB iを用いたサンプノレ 4— 7のいずれのサンプノレにおいて も、 再生パワーの限界値 m a X P rが 0. 35 mW以上であり、 長期保存後の書 き換え性能 A o が 2 %以下であることがわかった。
従って、 実施例 5で用いた第 1記録層 203および第 2記録層 303において は、 生パワーの限界値 ma X P rが 0. 35 mW以上であることから、 再生光 に対して記録マークである非晶質部が安定に存在しうることがわかった。 また、 長期保存後の書き換え性能 A o wが 2 %以下であることから、 長期保存後の書き 換え性能が良好であることがわかった。
以上のことから、 2層の記録層を有する情報記録媒体においても、 記録層の M 1M3が M3 = B iの B i化物または M 3 = T eの T e化物に M 1として希土類 元素を用いた場合、 再生光劣化を引き起こさず、 長期保存後の書き換え性能に優 れた情報記録媒体が得られることがわかつた。
(実施例 6)
図 8の情報記録媒体 1 8のように、 第 1界面層 202、 第 2界面層 204、 お ょぴ第 4界面層 304を、 それぞれ第 1誘電体層 201と第 1記録層 203の界 面、 第 1記録層 203と第 2誘電体層 205の界面、 および第 2記録層 303と 第 4誘電体層 305の界面に形成した場合について、 実施例 5と同様の測定を行 つた。 なお、 第 3誘電体層 307は記録層 303と接しているため、 （Z r O
2 ) 2 5 (S i 02 ) 2 5 (C r 2 03 ) 5 。層 (厚さ 20 nm) を用いた。 実 施例 5と同様の再生パワーの限界値 m a X P r、 および長期保存後の書き換え性 能 Aowの測定を行ったところ、 実施例 5と同様の結果が得られた。
また、 図 9の情報記録媒体 1 9のように、 第 1界面層 202、 第 2界面層 20 4、 および第 3界面層 302を、 それぞれ第 1誘電体層 20 1と第 1記録層 20 3の界面、 第 1記録層 203と第 2誘電体層 205の界面、 および第 3誘電体層
30 1と第 2記録層 303の界面に形成し、 第 4誘電体層 308として （Z r O 2 ) 2 5 (S i 02 ) 2 5 (C r 2 03 ) 5 。層 （厚さ 20 nm) を用いた場合 についても、 実施例 5と同様の測定を行ったところ、 実施例 5と同様の結果が得 られた。
(実施例 7)
実施例 7では、 図 10の情報記録媒体 20において、 N = 2として第 1情報層 3 1と第 2情報層 36が形成されたサンプルを作成し、 第 1記録層 203の材料 と、 再生パワーの限界値 ma X P rと長期保存後の書き換え性能 A o wの測定を 行った。 具体的には、 表 2と同様の記録層を用いた。
サンプ^^は以下のようにして製造した。 まず、 基板 4として、 レーザビーム 1 を導くための案内溝 （深さ 40 nm、 グループ一グループ間 0. 344 μ m) が 形成されたポリカーボネート基板 （直径 1 20mm、 厚さ 0. 6mm) を用意し、 スパッタ装置内に配置した。 そして、 その基板 4のグループ形成側に、 第 1誘電 体層 20 1として （Zn S) 8 。 （S i O2 ) 2 。層 （厚さ 40 nm) 、 第 1界 面層 202として （Z r 02 ) 5 0 (S i O2 ) 2 0 (C r 2 O3 ) 3 0層 （厚 さ 5 nm) 、 第 1記録層 203 (厚さ 1 1 nm) 、 第 2界面層 204として （Z r 02 ) 5 。 （S i 02 ) 2 。 （C r 2 O3 ) 3 。層 （厚さ 5 nm) 、 第 2誘電 体層 205として （Z n S) 8 。 （S i 02 ) 2 。層 （厚さ 25 nm) 、 第 1反 射層 206として Ag— P d— Cu層 （厚さ l O nm) 、 透過率調整層 207と して T i 02層 （厚さ 20 nm) を順次スパッタリング法によって積層した。 な お、 反射層 206に含まれる A gと第 2誘電体層 205に含まれる Sとの反応を P方ぐため、 第 2誘電体層 205上に界面層として N i層 （厚さ 5 nm) A l 9 8 C r 2層 （厚さ : L 0 nm) を順次積層した。
次に、 ダミー基板 5としてポリカーボネート基板 (直径 1 2 Omm、 厚さ 0. 6mm) を用意し、 スパッタ装置内に配置した。 そして、 そのダミー基板 5上に 第 2情報層 36を形成した。 .
次に、 透過率調整層 20 7上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、 その上に第 2情報 層 3 6を密着させ、 回転させることによつて均一な樹脂層を形成し、 紫外線を照 射して樹脂を硬化させて光学分離層 33を形成した。 最後に、 第 1記録層 203 の全面を初期化させる初期化工程を行つた。 以上のようにして、 第 1記録層 20 3の材料における M 1M3が異なる複数のサンプルを作成した。
このようにして得られたサンプノレについて実施例 1と同様の方法によって、 第 1記録層 203の M 1 M 3に対して、 情報記録媒体 20の第 1の情報層 3 1にお ける再生パワーの限界値 m a X P rと長期保存後の書き換え性能 A o wを測定し † i- o
この時、 レーザビーム 1の波長は 405 nm、 対物レンズ 54の開口数 N Aは
0. 65、 測定時のサンプルの線速度は 8. 6111/ 3、 最短マーク長は0. 29 4 At mとしてま、 また、 情報はグループに記録した。
この結果、 実施例 3と同様に、 第 1記録層 203の Ml M 3の材料に対して再 生パワーの限界値 m a X P rと長期保存後の A o wの測定を行い、 M 1が S c Y, La, Ce， P r， Nd, Sm， Gd, Tb， Dy， Ho, Er, Yb及び Luから選ばれる少なくとも一つの元素である場合には、 再生光劣化を抑制でき、 長期保存後の書き換え性能が良好な情報記録媒体 20が得られた。
また、 図 11の情報記録媒体 21のように、 第 1界面層 202が無く、 記録層 203と第 2誘電体層 205との間に第 2界面層 204が形成され、 第 1誘電体 層 208として （Z r 02 ) 2 5 (S i 02 ) 2 5 (C r 2 O 3 ) 5 。層 （厚さ 25 nm) を用いた場合についても前記と同様の実験を行ったところ、 実施例 6 と同様に第 1の情報層 31における再生パワーの限界値 m a xP rおよび長期保 存後の書き換え性能 A o wが良好な情報記録媒体 21が得られた。
(実施例 8)
実施例 8では、 図 14の情報記録媒体 60を製造し、 電流の印加による記録層 63の相変ィ匕を確認した。
基板 61として、 表面を窒化処理した S i基板を準備し、 その上に下部電極 6 2として P rを面積 10 imX 10 tmで厚さ 0. 1 m、 A=2、 B = 0、 x = 0. 95である記録層 63 [ (GeTe) 。 9 5 (MlB i) 。 ， 。 5 ]
2 S b 2 T e 3 を面積 5 imX 5 / mで厚さ 0. 1 μ m、 上部電極 64として P tを面積 5 μτίΐΧ δ μ mで厚さ 0. 1 mに順次スパッタリング法により積 層した。 その後、 下部電極 62、 およぴ上部電極 64に A uリード線を接合し、 印加部 65を介して電気的情報記録再生装置 66を情報記録媒体 60に接続した。 この電気的情報記録再生装置 66により、 下部電極 62と上部電極 64との間に は、 パルス電源 67がスィッチ 68を介して接続され、 さらに、 記録層 63の相 変化による抵抗値の変化が、 下部電極 62と上部電極 64の間にスィツチ 69を 介して接続された抵抗測定器 70によって検出される。
記録層 63の M 1として D yを用いた場合、 記録層 63が非晶質相の高抵抗状 態において、 下部電極 62と上部電極 64の間に振幅 2 mAの電流パルスを印加 し、 電流パルスのパルス幅を 10n sずつ上昇させながら、 記録層 63の相変化 を確認した。 その結果、 パルス幅 80 n sの電流パルスを印加したところで、 記 録層 63が非晶質相から結晶相に転移した。 また、 記録層 63が結晶相で低抵抗 状態において、 下部電極 62と上部電極 64の間に振幅 10 mAの電流パノレスを 印加し、 電流パルスのパルス幅を 10 n sずつ上昇させながら、 記録層 63の相 変化を確認した。 その結果、 パルス幅 50 n sの電流パルスを印加したところ、 記録層 63が結晶相から非晶質相に転移した。 記録層 63が結晶相から非晶質相 に相変化した後、 すぐに記録層 63下部電極 62と上部電極 64の間に振幅 0. 1 mA、 パルス幅 2 n sの再生電流パルスを 4分間印加して、 記録層 6 3の相変 化を調べたところ、 非晶質相のまま保たれていた。
なお、 同様の方法で M 2が S bの場合や M 3力 S T eの場合にも同様の結果が得 られた。 'さらに、 Mlとして S c， Y， L a, C e, P r， Nd， Sm, Tb, Ho, E r, Yb及び Luから選ばれる少なくとも一つの元素を用いた場合にも、 同様の結果が得られた。
以上のことから、 電気的手段によって相変化を起こす情報記録媒体 60におい ても、 Mlに希土類元素を用いた記録層 63では、 結晶化温度の向上および再生 電流パルス上限 の向上に寄与していることがわかった。 従って、 [ (Ge T e) 0 9 5 (M1M3) o 0 s ] 2 M 22 T e 3 は、 電気的情報記録媒体に 使用できることが検証でき τ
(実施例 9)
実施例 9では、 図 3の情報記録媒体 1 3を作成し、 記録層 103の材料と、 情 報記録媒体の再生パワー限界値 ma X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wとの関係を調べた。 具体的には、 記録層 1 03の材料が異なる 14種類のサン プルを作成した。
記録層 103は [ (Ge Te) x (M 1 M 3 ) ト x] AM22+BT e 3で表され、 M2として B i、 M3として T eを用い、 A= 3 1、 B = 2、 x = 0. 9の記録 層 103 [ (G e T e) 0. 9 (Ml T e) 0. J 31B i 4T e 3において、 Mlと して S c， Y, L a, C e, P r, Nd, Sm, Gd， Tb, Dy, Ho, E r， Ybおよび Luの 14種類を用いた。 これらの 14サンプルは実施例 1のサンプ ルディスクと同様の方法により作成し、 実施例 1と同様の方法を用いて、 再生パ ヮー限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wを評価した。
まず、 サンプルディスクは基板 2として、 レーザビーム 1を導くための案内溝 (深さ 20 nm、 グループ一グループ間 0. 32 nm) が形成されたポリ力 ボ ネート基板 （直径 120mm、 厚さ 1. 1mm) を用意した。 また、 スパッタリ ングターゲットとして、 図 17のスパッタリングターゲット 80を用意した。 ス パッタリングターゲット 80は、 Cuを主成分とするバッキングプレート 82 (直径 140mm、 厚さ 6mm) とターゲット 81 (直径 100mm、 厚さ 6m m) から構成される。 記録層 103 [ (Ge Te) x (M1M3) X_J AM22
+BTe3の成膜では、 ターゲット 81が G e T e, M1M3, M22Te3および M 2を溶融することによつて作成したスパッタリングターゲット 80を用いた。 基板 2およびスパッタリングターゲット 80を、 図 18のようにスパッタ装置 83の真空室 84内に配置し、 排気口 86から真空ポンプ 85を用いて、 真空室 84内を十分真空に引いた。 その後、 ガス導入口 87より Arガスを導入し、 記 録層 103の成膜では電源 88として直流電源を用いてプラズマを発生させるこ とにより、 スパッタリングを行い、 基板 2上に成膜した。
基板 2のグループ形成側に反射層 106として A g— Pd— Cu層 （厚さ 80η m) 、 第 2誘電体層 108として （Z r 02) 25 (S i 02) 25 (G a 203) 5。 層 （厚さ 22 n m) 、 記録層 103 (厚さ l Onm) 、 第 1界面層 102として
(Z r 02) 25 (S i 02) 25 (C r 2O3) 50層 （厚さ 5 nm) 、 第 1誘電体層 101として （ZnS) 80 (S i 02) 20層 （厚さ 48 nm) 、 を順次積層した。 最後に、 紫外線硬化性榭脂を第 1誘電体層 101上に塗布し、 ポリカーボネート シート （直径 120 mm、 厚さ 90 m) を第 1誘電体層 101に密着し回転さ せることによって均一な樹脂層を形成したのち、 紫外線を照射して樹脂層を硬化 させることによって、 透明層 3を形成した。 その後、 記録層 103を半導体レー ザで結晶化させる初期化工程を行った。 以上のようにして製造したサンプルディ スクにおいて、 記録層 103の構成元素の一つである Mlが異なるサンプルを 1 4種類作成した。
ここで、 第 1誘電体層 101および第 2誘電体層 108の膜厚は、 マトリクス 法に基づく計算により、 厳密に決定した。 具体的は、 これらの厚さは、 波長 40 5 nmを用いて、 記録層 103の結晶部における情報記録媒体 1 1の基板鏡面部 での反射率 Rc (%) が 20%程度になるように、 また、 記録層 103の非晶質 部における情報記録媒体 1 1の基板鏡面部での反射率 R a (%) が 2%程度以下 となるように決定した。
以上のように作成した 14種類のサンプルディスクに対して、 まず図 1 3の記 録再生装置 23を用いて、 情報記録媒体 1 3の再生パワーの限界値 m a X P rお よび長期保存後の書き換え性能 A o wを測定した。 このとき、 レーザビーム 1の 波長は 405 nm、 対物レンズ 54の開口数 N Aは 0. 8 5、 最短マーク長は 0. 149 /zmとした。 サンプルの記録および再生は、 再生パワーの限界値 ma x P rの測定では 4. 92m/ sで記録■再生し、 長期保存後の書き換え性能 A o w の測定では 9. 84 mZ sで記録した信号を 4. 92 / sで再生した。 また、 情報はグループに記録した。
再生パワーの限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wの測定 では、 実施例 1と同様の方法で行った。 また、 評価についても実施例 1と同様に、 再生光劣化が生じない再生パワーの限界値 m a x P rが ma x P r <0. 25m Wは X、 0. 25mW≤ma x P r < 0. 3
Figure imgf000057_0001
0. 35mW≤ma x P rは〇とし、 長期保存後の書き換え性能 A owの評価では、 長期保存前後に おけるジッターの増加分を Δ J i t. と定義し、 Δ】 i t. ≤2%は〇、 2%く △ J i t. ≤3%は 、 3%<A J i t. は Xとした。
表 5には、 情報記録媒体 1 3において M 1が異なる記録層 103の材料に対し て、 再生パワーの限界値 ma X P rの評価結果、 および長期保存後の書き換え性 能 A o wの評価結果を示した。
表 5
Figure imgf000058_0001
表 5より、 [ (GeTe) 0 9 (M 1 T e ) 0. ,] 31B i 4T e 3で表される記 録層 103の Mlがそれぞれ S c Y La, C e, P r , N d, Sm, G d, Tb D y , Ho, E r , Yb及び L uであるサンプル 5— 1 5— 14の 14 種類のサンプルにおいて、 再生パワーの限界値 ma X P rおよび長期保存後の書 き換え性能 A o wの良好な結果が得られた。
また、 長期保存前に線速 9. 84m/ sで記録した信号を線速 4. 92m/s で再生して長期保存前のジッターを測定し、 長期保存前に記録した信号を長期保 存後に線速 4. 92m/sで再生して長期保存後のジッターを測定し、 長期保存 前後のジッターの増加分 Δ J i t (Ar c) とした。 このとき長期保存後の再生 性能を Ar cとすると、 Ar cは Δ J i t (Ar c) く 2%なら〇、 2%≤Δ】 i t (Ar c) なら Xと評価した。 ここで、 本実施例 9のサンプル 5— 1~5 一 14の全てにおいて、 Δ】 i t (Ar c) く 2%を満たしており、 良好な長期 保存後の再生性能 A r cも得られた。
特に、 14種類の Mlの中でも、 L a, Ce Nd, Sm, Gd Tbおよび D yの 7種類は、 他の M 1と比べてコストが比較的安！/、元素や、 光磁気情報記録 媒体や磁石などの材料として産業での利用がある比較的入手しゃす ヽ元素である ことから、 Mlの材料としてはより好ましい元素と言える。 特に、 情報記録媒体 の大量生産においては、 材料コストが安い、 材料を入手しやすいということは非 常に重要な要素であり、 Mlの中でも前記の L a, Ce， Nd, Sm, Gd, T bおよび D yの 7種がより好ましい。
以上のことから、 Mlが、 S c， Y, La， Ce， P r , Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Y b及び L uの 14種類のいずれかである時、 再生パ ヮ一の限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wが良好であり、 特に Mlが La, C e, N d, Sm, Gd, T bおよび D yの 7種類のいずれか である時は、 再生パワーの限界値 ma X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A
0 wが非常に良好であることがわかった。
なお、 M2が S bである記録層 103 [ (GeTe) 0.9 (M 1 T e ) 0. J 31 S b 4T e 3においても同様に、 Mlが S c， Y, L a， C e , P r， Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Y b及ぴ L uのいずれかであれば、 再生 パワーの限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wの良好な結果 が得られた。
また、 1 [3が8 iである記録層 103 [ (GeTe) 0.9 (M 1 B i ) 0.
31B i 4T e 3においても同様に、 Mlが S c， Y, La, Ce, P r , Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb及び Luであれば、 再生パワーの限 界値 m a x P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wの良好な結果が得られた。 なお、 例えばサンプル 5— 8において、 記録層材料は [ (GeTe) 。.9 (L a T e) 31B i 4T e 3] であり、 これは、 (GeTe) 27 9— (L a T e) 3. i— (B i 2T e 3) — B i 2と表記しても良い。 サンプル 5— 1〜5— 7 および 5— 9〜5— 14においても、 同様に （GeTe) ― (M 1 T e ) 一 (B
12T e 3) — B iの形式で表記しても良い。
(実施例 10)
実施例 10では、 図 19の情報記録媒体 230のように、 核生成層として記録 層 103の第 1界面層 102側のみに第 1核生成層 111が隣接する場合につい て、 第 1核生成層 1 1 1の材料と、 情報記録媒体 230の再生パワー限界値 ma x P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wとの関係を調べた。
具体的には、 実施例 9で用いたサンプノレ 5 - 14の記録層 103 [ (Ge T e) 0. 9 (Dy T e) 0. ,] 31Β i 4T e 3に対して、 本実施例 10の記録層 1 0 3は、 M2に S bを用い、 A=60， B = 0とした [ (Ge T e) 0. 9 (D y T e) ] 6。S b 2T e 3を用いた。 また、 本実施例 10の記録層 103の膜厚 は、 実施例 9よりも膜厚の薄い 9 nmを採用した。
サンプルは実施例 9と同様の材料および方法を用いて第 2誘電体層 1 08まで 積層した後、 記録層 1 03 [ (Ge T e) 0. 9 (D y T e ) 0. J 60S b2Te 3 (厚さ 9 nm) 、 第 1核生成層 1 1 1として S n T e (厚さ 1 nm) を順に積層 し、 その後は、 実施例 9と同様の材料および方法を用いて第 1界面層 1 02以降 を順に作成した。 このサンプルに対して、 実施例 9と同様の評価を行ったところ、 良好な再生パワーの限界値 m a x P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wが 得ら た。
なお、 第 1核生成層 1 1 1は、 D y T eまたは P b T eを用いても、 良好な結 果が得られた。 また、 第 1核生成層 1 1 1として、 B i 2T e Tbを用いても、 良好な結果が得られた。
ここで、 実施例 9と同様に、 長期保存後の再生性能 A r cを調べた。 本実施例 10で用いた記録層 103 [ (Ge T e) 0. 9 (D y T e ) 0 J 60S b 2Te 3 (厚さ 9 n m) を有する情報記録媒体 230および 240では、 長期保存前後の ジッターの増加分 Δ J i t (A r c ) が Δ J i t ( A r c ) く 2%を満たしてお り、 良好な長期保存後の再生性能 A r cが得られた。
—方、 図 20の情報記録媒体 240のように、 核生成層として記録層 103の 第 2誘電体層 108側のみに第 2核生成層 1 1 2が隣接する場合について、 第 2 核生成層 1 1 2の材料と、 情報記録媒体 240の再生パワー限界値 m a x P rお よび長期保存後の書き換え性能 A o Wとの関係を調べた。
具体的には、 サンプルは実施例 9と同様の材料および方法を用いて第 2誘電体 層 1 08まで積層した後、 第 2核生成層 1 1 2として SnT e (厚さ 1 nm) 、 記録層 103として [ (G e T e) 0. 9 (Dy T e) 0. J 60S b2T e 3 (厚さ 9 nm) を順に積層し、 その後は、 実施例 9と同様の材料おょぴ方法を用いて第 1界面層 102以降を順に作成した。 このサンプルに対して、 実施例 9と同様の 評価を行ったところ、 良好な再生パワーの限界値 m a X P rおよび長期保存後の 書き換え性能 A o wが得られた。
なお、 第 2核生成層 112として、 P bT eおよび M1M3を用いても、 Sn
T eを用いた場合と同様に、 再生パワーの限界値 m a xP rおよび長期保存後の 書き換え性能 A o wは良好な結果が得られた。 M 1としては、 実施例 9と同様の 理由から La， Ce, Nd， Sm, G d, T bまたは D yがより好ましい。
このように、 良好な再生パワーの限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換 え性能 Aowが得られる核生成層材料 S nT e， P b T eおよび M 1 M 3はすべ て、 結晶構造が N a C 1型の立方晶であった。
(実施例 11)
実施例 11では、 図 3の情報記録媒体 13を作成し、 記録層 103の材料と、 情報記録媒体 13の再生パワー限界値 ma X P rおよび長期保存後の書き換え性 能 A o wとの関係を調べた。 具体的には、 記録層 103の組成が異なる 8種類の サンプルを作成した。
記録層 103は、 [ (GeTe) x (M 1 M 3 ) x_x] AM 22+B T e 3で表され、 Mlに Dy、 M2に B i、 M3に T eを用いた記録層 103 [ (GeT e) y (Dy T e) ト x] AB i 2+BT e 3において、 x， A, Bのうち、 xのみの値が 異なる 3種類、 Aのみの値が異なる 2種類、 および Bのみの が異なる 3種類の、 合計 8種類の記録層 103を用いた。
これらの記録層 103の組成が異なる 8種類のサンプルは、 実施例 9と同様の 材料および方法を用いて第 2誘電体層 108まで積層した後、 記録層 103とし て [ (GeTe) x (DyTe) x_x] AB i 2+BT e 3 (厚さ 10 nm) を積層 し、 その後は、 実施例 9と同様の材料および方法を用いて第 1界面層 102以降 を川頁に作成した。
まず、 記録層 103 [ (GeTe) x (DyTe) ,_x] AB i 2+BTe 3の A と Bを A=31と B = 0とした記録層 103 [ (GeTe) x (DyTe) x] 31B i 2T e 3において、 x = 0. 50， 0. 80， 0. 99とした 3種類の サンプルで以下の評価を行った。
レーザビーム 1を実施形態 5で説明したようにピークパワー P pとバイアスパ ヮー Pbの間でパワー変調し、 （1一 7) 変調方式でマーク長 0. 149/xm (2T) から 0. 596 μπι (8Τ) までのランダム信号を同じグループに書き 換え回数 10回の連続記録をした。 その記録信号を再生パワー P r = 0. 30m Wで再生し、 前端間ジッタ一および後端間ジッターをタイムィンターバルアナラ ィザ一で測定し、 前端間ジッターと後端間ジッタ一の平均値をジッターと定義し た。 ピークパワー P pとバイアスパワー P bの値に対して、 サンプルの線速度 4. 92 m/ sでジッターを測定した。 このとき、 ジッタ一が最小値となるピークパ ヮー P pとバイアスパワー P bにおいて、 このときのピークパワー P を記録感 度 P wとし、 特にサンプルの線速 4. 92 m/ sで記録した場合の記録感度を 1 X記録感度 Pwとした。
Xの値が異なる 3種類のサンプルに対して、 1 X記録感度 Pwと、 実施例 1と 同様の方法を用いて再生パワー限界値 ma X P 1-および長期保存後の書き換え性 能 A owを測定した。
1 X記録感度 Pwの評価では、 Pw≤5. 5mWなら◎、 5. 5mW<Pw≤ 6. 0 mWなら〇、 6. 0 mW≤ P wなら Xとした。 また、 再生パヮー限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wの評価では、 実施例 1と同様 に、 再生光劣化が生じない再生パワーの限界値 m a xP rが ma xP rく 0. 2 5mW½X、 0. 25mW≤ma x P r < 0. 35 mWは△、 0. 35 mW≤ m a x P rは〇とし、 長期保存後の書き換え性能 A o wの評価では、 長期保存前 後におけるジッターの増加分を Δ J i t. と定義し、 Δ J i t . 2%は〇、 2%<Δ J i t. ≤ 3 %は△、 3%<厶 J i t . は Xとした。
表 6には、 情報記録媒体 13において X値が異なる記録層 103の材料に対し て、 1 X記録感度の評価結果、 再生パワーの限界値 ma X P rの評価結果、 およ び長期保存後の書き換え性能 A o wの評価結果を示した。 表 6
Figure imgf000063_0001
表 6より、 記録層 103 [ (GeTe) x (DyTe) ,_χ] 31Β i 2Te3に おいて、 Xがそれぞれ 0. 50， 0. 80, 0. 99であるサンプル 6— 1〜6 -3において、 1 X記録感度 P w、 再生パワーの限界値 m a X P r、 および長期 保存後の書き換え性能 A o wの全ての評価で、 良好な結果が得られた。 特に、 X がそれぞれ 0. 80, 0. 99であるサンプル 6 _ 2およびサンプノレ 6 _ 3では、 非常に良好な 1 X記録感度の結果が得られた。
以上のことから、 記録層 103 [ (GeT e) K (DyTe) X_J 31B i 2 T e 3において、 0. 5≤x< 1. 0を満たすときは、 l x記録感度 Pw、 再生 パワーの限界値 m a X P r、 および長期保存後の書き換え性能 A o wの評価で、 良好な結果が得られ、 特に、 0. 8≤ X < 1. 0を満たすときは、 1 X記録感度 Pwで非常に良好な結果が得られることがわかった。
従って、 03 [ (GeTe) x (DyTe) , _ 1 ΔΒ ί 2 + Β； T e 3の Xは、 0. 5≤ χ< 1. 0が好ましく、 より好ましくは 0. 8≤x< 1. 0であ 。
なお、 例えばサンプル 6 - 2において、 記録層材料は [ (GeTe) 。· 8 (D y T e) o.2] 31B i 2T e 3] であり、 これは、 (GeTe) 24· 8— （DyT e) 6. ― (B i 2Te3) と表記しても良い。 サンプル 6— 1および 6 _ 3にお いても、 同様に （GeTe) — (M 1 T e ) ― (B i 2T e 3) の形式で表記し ても良い。
次に、 記録層 103 [ (GeTe) x (DyTe) α_χ] ΑΒ i 2+ΒΤ e 3の χ と Βを χ = 0. 8と Β = 0とした記録層 103 [ (GeTe) 0.8 (DyTe) 0. 2] AB i 2Te3において、 A=22， 60とした 2種類のサンプルを作成し た。 これらの A値の異なる 2種類のサンプルに対して、 実施例 1と同様の方法を 用いて再生パワー限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wを測 定した。
再生パワー限界値 m a x P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wの評価で は、 実施例 1と同様に、 再生光劣化が生じない再生パワーの限界値 ma X P rカ ma X P r < 0. 25m\^ X、 0. 25mW≤ma x P r < 0. 35 mWは △、 0. 35 mW≤m a x P rは〇とし、 長期保存後の書き換え性能 A o wの評 価では、 長期保存前後におけるジッターの増加分を Δ J i t. と定義し、 Δ J i t. ^2%は〇、 2%<A J i t. ^3%は 、 3%<Δ】 i t. は Xとした。 表 7には、 情報記録媒体 13において A値が異なる記録層 103の材料に対し て、 再生パワーの限界値 ma X P rの評価結果、 および長期保存後の書き換え性 能 A o wの評価結果を示した。
表 7
Figure imgf000064_0001
表 7より、 記録層 103 [ (GeTe) 0.8 (DyTe) 0. 2] AB i 2Te3 において、 Aがそれぞれ 31, 60であるサンプル 7— 1および 7— 2において、 再生パワーの限界値 m a X P r、 および長期保存後の書き換え性能 A o wの全て の評価で、 良好な結果が得られた。
以上のことから、 記録層 103 [ (GeTe) 0.8 (DyTe) 0. 2] AB i 2 Te 3において、 22≤A≤ 60を満たすときは、 再生パワーの限界値 ma xP rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wの評価で、 良好な結果が得られること がわかった。
従って、 記録層 103 [ (GeTe) x (DyTe) X_J AB i 2+BTe3の Aは、 22≤A≤60が好ましい。
最後に、 記録層 103 [ (GeTe) x (DyTe) α_χ] AB i 2+BTe3の xと Aを x = 0. 8と A=31とした記録層 103 [ (GeTe) 0.8 (D y T e) 0. 2] 31B i 2+BT e 3において、 B = 0， 2, 5とした 3種類のサンプル を作成した。 これらの B値の異なる 3種類のサンプルに対して、 実施例 1と同様 の方法を用いて再生パワー限界値 ma X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A owを測定した。
再生パワー限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wの評価で は、 実施例 1と同様に、 再生光劣化が生じない再生パワーの限界値 ma x P r力 S ma x P r < 0. 25mW X、 0. 25mW≤ma x P r < 0. 35 mWは △、 0. 35 mW≤m a x P rは〇とし、 長期保存後の書き換え性能 A o wの評 価では、 長期保存前後におけるジッターの増加分を Δ J i t. と定義し、 i t. ≤ 2%は〇、 2%<A J i t. ≤ 3%は 、 3%<A J i t. は Xとした。 表 8には、 情報記録媒体 1 3において B値が異なる記録層 103の材料に対し て、 再生パワーの限界値 ma X P rの評価結果、 および長期保存後の書き換え性 能 A o wの評価結果を示した。
8
Figure imgf000065_0001
表 8より、 記録層 103 [ (Ge T e) 0. 8 (DyT e) 0. 2] 31B i 2+BT e 3において、 Bがそれぞれ 0， 2， 5であるサンプノレ 8— 1〜8— 3において、 再生パワーの限界値 m a X P r、 および長期保存後の書き換え性能 A o wの全て の評価で、 良好な結果が得られた。
以上のことから、 記録層 103 [ (Ge T e) 0. 8 (DyT e) 0. 2] 31B i 2+BT e 3において、 0≤B≤ 5を満たすときは、 再生パワーの限界値 ma x P rおよび長期保存後の書き換え性能 A o wの評価で、 良好な結果が得られること がわかった。
-従って、 記録層 103 [ (Ge T e) x (DyT e) x_x] AB i 2+BT e 3の Bは、 0 B≤ 5が好ましい。
以上の表 6、 表 7および表 8の結果を総合的に判断すると、 x， A, Bは独立 なパラメータであることから、 0. 5≤χ< 1. 0、 22≤A≤60、 および 0 ≤B≤5を満たせば、 良好な再生パワーの限界値 m a xP rおよび長期保存後の 書き換え性能 A owを得ることができる。 特に、 非常に良好な 1 X記録感度 Pw を得るには、 0. 8≤χ< 1. 0がより好ましい。
(実施例 12)
実施例 12では、 実施例 11と記録層 103の組成のみが異なり、+その他の材 料および膜厚は実施例 11と同様の材料および膜厚を用い、 実施例 11と同様の 製造方法により情報記憶媒体 13を作成した。 この情報記録媒体 13に対して長 期保存後の書き換え性能 A o wとの関係を調べた。
具体的には、 記録層 103として、 Mlとして Tbを用い、 x = 0. 8， A =
2, B = 0とした記録層 103 [ (G e T e) 0.8 (TbTe) 0 2] 2 B i 2 T e 3を用いた。
本実施例では、 長期保存後の書き換え性能の測定において、 線速 39. 4 m/ sで記録した信号を線速 4. 92m/ sで再生し、 ジッターを測定した。
記録層 103力 S [ (G e T e) 0.8 (TbTe) 0 2] 2B i 2T e 3である情 報記録媒体 13において、 長期保存後の書き換え性能 A owの評価を行ったとこ ろ、 長期保存前後におけるジッターの増加分 Δ J i t. が、 Δ J i t. <2%で あり、 良好な結果が得られた。
本実施例から、 記録層 103 [ (GeTe) 0.8 (TbTe) 0. 2] 2 B i 2 T e 3を有する情報記録媒体 13に対して、 線速 39. 4 / sで記録し、 線速 4 ·
92m/ sで再生した場合の長期保存後の書き換え性能 A o wにおいて良好な結 果が得られることがわかった。
本実施例より、 記録層 103 [ (GeTe) x (D y T e ) x_x] AB i 2+BT e 3の A= 2の場合において、 良好な長期保存後の書き換え性能 A o wが得られ ることがわかつた。 本実施例の結果と実施例 11の結果を合わせて、 0. 5 X < 1. 0、 2≤A≤60, および 0≤B 5を満たす場合は、 良好な長期保存後 の書き換え性能 A o wが得られることがわかった。
(実施例 13)
実施例 13では、 異なる記録層組成を有する 2種類のサンプルに対して、 記録 層 1 03の組成分析を行った。 具体的には、 Mlとして L aを用い、 A=60 B = 0とした記録層 103 [ (Ge T e> x (L a T e) x_x] 60B i 2T e 3に おいて、 表 9に示した x = 0. 80, 0. 9 9の 2種類を用いた。 ここで、 記録 層 1 03 [ (Ge Te) x (M1M3) ,_χ] AM22+BT e 3は、 Ge xAMl(1— x) AM22+BM3(1— x) AT exA+3とも表記できる。 このことから、 Ge aL a bB i cT ebT e 100— a— 2 b— c、 つまり、 GeaL a bB Te 100— a— b— cと表記し た場合の計算結果も合わせて表 9に示した。
表 9
Figure imgf000067_0001
基板 2上にカバーガラス (1 8mmX 1 8 mm X 0. lmm) を貼り付け、 図 1 8のスパッタ装置 83を用いて、 記録層 103として [ (Ge T e) x (L a T e) X_J 6。B i 2T e 3を 300 nm成膜した後、 基板 2から記録層 10 3が成膜されたカバーガラスを取り外し、 このカバーガラスを組成分析用サンプ ルとした。
サンプル 9— 1および 9— 2に対して、 I CP発光分光分析により、 各元素の 組成を分析し、 その分析結果を表 10に示した。
表 10
Figure imgf000067_0002
表 10に示したように、 I C Ρ発光分光分析による組成分析では、 記録層 10 3を構成している各元素に対して組成が検出された。 従って、 例えばサンプル 9 ー 1では、 。6が38. Omo l % L aが 9. 5mo l % B iが 3. Omo 1 % T eが 49. 5mo 1 %と組成分析結果が得られたので、 サンプル 9一 1 の記録層 103は Ge 3 。L a o. 5B i 3. 0T e .5と表記できた。 同様に、 サンプル 9— 2の記録層 1 03は、 G e 47 6 L a 0. 5B i x. 7T e 50. 2と表記 できた。
記録層 103 [ (Ge T e) x (M 1 M 3 ) x] AM22+BT e 3は、 実施例 1 1、 1 2で示したように、 0. 5≤ χ< 1. 0、 2 A≤ 60、 および O B 5を満たす範囲であれば、 良好な長期保存後の書き換え性能 A OWが得られる ことがわかった。 ここで、 記録層 103 [ (Ge T e) x (M1M3) ,_XJ AM 22+B上， e 3ίま、 e xAM 1 (1一 x) AM 22+BM 3 (1一 x) A i e xA+3とも表記できる。 このことから、 Ge aMl bM2cM3bT e 100_a_2b— cと表記した場合、 0. 5≤x< 1. 0、 2≤A≤ 60、 および 0≤B≤ 5を満たす a， b， cの条件は 7< a <48, 0 < b≤ 24, 1 < c≤ 50, 25< 100_a— 2 b— c < 5
6と計算でき、 b≤ aを満たすことがわかった。 ただし、 G e aMlbM2cM3 bT e 1(3。_a_2b— cと表記する場合は、 組成分析による結果を用いた表記である ことから、 組成分析での誤差を考慮すると、 5 < a < 50, 0<b≤ 26, 0< c≤ 52, 42< a + 2 b + c < 77を満たせば良い。
また、 本実施例 1 3の結果と実施例 1 1の結果を合わせると、 l l < a <48，
0<b≤ 10で良好な再生パワーの限界値 m a X P rおよび長期保存後の書き換 え性能 A o wが得られることがわかつた。 ここで、 組成分析での分析誤差を考慮 し、 9< a < 50力つ 0<b≤ 12を満たせば、 非常に良好な 1 x記録感度 P w が得られることがわかった。
(実施例 14)
実施例 14では、 DVD-R AM仕様の実験を行つた。 図 21の情報記録媒体 220を製造し、 記録再生装置 23を用いて記録再生評価並びに信頼性評価を実 施した。 情報記録媒体 220は、 記録層 103の M 1材料の異なるものを 7種類 準備した。 また、 比較のために M 1が無い記録層 103を有する媒体 220も準 備した。 記録再生評価並びに信頼性評価は、 1 6倍速〜 5倍速の範囲で実施した。 以下に実施内容を具体的に説明する。
はじめに、 情報記録媒体 220の製造方法について説明する。 基板 222とし て、 案内溝 （深さ 50 nm、 グルーブーランド間 0. 6 1 5 /im) が形成された ポリ力ーボネート基板 （直径 1 20 mm、 厚さ 6 mm) を準備し、 スパッタ リング装置内に取り付けた。 基板 222の案内溝形成側表面に、 第 1誘電体層 1 01として （ZnS) 8。 （S i 02) 2。 （mo 1%) を 138 nm、 第 1界面層 102として （Z r 02) 25 (S i 02) 25 (C r 203) 5。 (m o 1 %) を 5 n m、 記録層 103を 9 nm積層した。 記録層 103は、 [ (G e T e ) x (M 1 M3) ト J AM22+BT e 3で表され、 x = 0. 95、 A= 8, B = 0、 M3力 S
T e、 M2が B iである [ (G e T e) 0. 95 (M 1 T e ) 0.。5] 8B i 2T e 3 材料を用いた。 7種類の情報記録媒体 220は、 各々の M 1が、 L a， C e， N d, Sm, Gd, Tbおよび Dyのいずれかである記録層 103を有する。 次に 記録層 103上に、 第 2界面層 104として （Z r 02) 25 (S i O2) 25 (C r 203) 5。 （mo 1 %) を 2 nm、 第 2誘電体層 105として （ZnS) 80
(S i O2) 20 (mo 1 %) を 40 nm、 光吸収補正層 227として S i 2C r を 30 nm、 反射層 106として A g合金を 80 nm、 順に積層した。
各層のスパッタリング条件を説明する。 第 1誘電体層 101および第 2誘電体 層 105は、 直径 10 Ommで厚さ 6 mmの (Z n S) 80 (S i 02) 2。 (mo 1 %) スパッタリングターゲットを、 Arガスに 3%の 02ガスを混合した圧力 0. 13 P aの雰囲気で、 高周波電源を用いて 400Wの出力でスパッタリング して形成した。 第 1界面層 102および第 2界面層 104は、 直径 100 mmで 厚さ 6mmの （Z r 02) 25 (S i 02) 25 (C r 203) 50 (m o 1 %) スパッ タリングターゲットを、 A rガス圧力 0. 13 P aの雰囲気で、 高周波電源を用 いて 500Wの出力でスパッタリングして形成した。 記録層 103は、 直径 10
Ommで厚さ 6 mmの、 G eと、 丁 eと、 Mlと、 B iとを含むスパッタリング ターゲットを、 A rガスに 3%の N2ガスを混合した圧力 0. 13 P aの雰囲気 で、 直流電源を用いて 100Wの出力でスパッタリングして、 [ (GeTe) 0. 95 (M 1 T e ) 。.。5] 8B i 2T e 3膜を形成した。 この際、 M 1が、 L a， C e, Nd, Sm, Gd, T bおよび D yのいずれかであるスパッタリングターグ ット 7種類を用いた。 記録層 103形成に際しては、 スパッタリングターゲット の組成とそれから形成される膜の組成とは必ずしも一致しないため、 膜組成が所 望の組成になる様に、 スパッタリングターゲットの組成を調整する場合がある。 光吸収補正層 227は、 直径 100 mmで厚さ 6 mmの、 S iと C rを含むスパ ッタリングターゲットを、 A rガス圧力 0. 27 P aの雰囲気で、 高周波電源を 用いて 30 OWの出力でスパッタリングして形成した。 反射層 106は、 直径 1 0 Ommで厚さ 6 mmの A g合金スパッタリングターゲットを、 Arガス圧力 0, 4 P aの雰囲気で、 直流電源を用いて 200Wの出力でスパッタリングして形成 した。
次に、 記録再生評価方法について説明する。 実施形態 8で説明した記録再生装 置 23を用いる。 情報記録媒体 220を回転させる線速度は約 65. 6 m/秒
(16倍速） から約 20. 5mZ秒 （5倍速） の範囲とした。 また、 後述の平均 ジッタ値を求める際のジッタ値の測定には、 タイムインタ一パルアナラィザ一を 用いた。 まず、 ジッタ値を測定する条件を決めるために、 ピークパワー (P p) およびバイアスパワー （Pb) を以下の手順で設定した。 上記の記録再生装置 2 3を用いて、 レーザビーム 1を高パワーレベルの P p (mW) と低パワーレベル の P b (mW) との間でパワー変調しながら情報記録媒体 220に向けて照射し て、 マーク長 0. 42ま (3 T) 〜 1. 96μπι ( 14 Τ) のランダム信号を (グループ記録により） 記録層 103の同一のグループ表面に 10回記録した。 そして、 前端間のジッタ値および後端間のジッタ値を測定し、 これらの平均値と して平均ジッタ値を求めた。 バイアスパワーを一定の値に固定し、 ピークパワー を種々変化させた各記録条件について平均ジッタ値を測定し、 ピークパワーを 徐々に増加させて、 ランダム信号の平均ジッタ値が 13%に達したときのピーク パワーの 1. 3倍のパワーを仮に Ρρ 1と決めた。 次に、 ピークパワーを Ρρ 1 に固定し、 バイアスパワーを種々変化させた各記録条件にっ 、て平均ジッタ値を 測定し、 ランダム信号の平均ジッタ値が 13%以下となったときの、 バイアスパ ヮ一の上限値および下限値の平均値を P bに設定した。 そして、 バイアスパワー を Pbに固定し、 ピークパワーを種々変化させた各記録条件について平均ジッタ 値を測定し、 ピークパワーを徐々に増加させて、 ランダム信号の平均ジッタ値が 13%に達したときのピークパワーの 1. 3倍のパワーを P pに設定した。 Pp と P bの設定は、 16倍速および 5倍速において、 グループ記録及びランド記録 に対して行う。 このようにして設定した P pおよび P bの条件で記録した場合、 例えば 10回繰り返し記録において、 16倍速および 5倍速において 8〜9%の 平均ジッタ値が得られた。 システムのレーザパヮ一上限値を考慮すれば、 1 6倍 速でも、 P p≤3 0 mW、 P b ^ l 3 mWを満足することが望ましい。
次に信頼性評価について説明する。 信頼性評価は、 記録した信号が高温条件下 に置かれても保存されるかどう力 また、 高温条件下に置かれた後も書換が可能 かどうかを調べるために実施する。 評価には、 実施形態 8の記録再生装置 2 3を 用いる。 予め、 上述の 7種類の情報記録媒体 2 2 0に、 上記の P pおよび P bの パヮ一でランダム信号を、 1 6倍速おょぴ 5倍速の条件で、 グループおよびラン ドに複数トラック記録し、 ジッタ値を測定しておく。 温度 9 0 °C、 相対湿度 2 0 %の恒温槽にこれらの媒体を 1 0 0時間放置した後、 取り出す。 取り出した後、 記録していた信号を再生してジッタを測定する (記録保存性) 。 また、 記録して いた信号にオーバライトしてジッタを測定する （書換保存性） 。 恒温槽に放置す る前のジッタ値と放置した後のジッタ値を比較して、 信頼性を評価する。 ジッタ 値が増加していると信頼性は芳しくない。 記録保存性は低倍速で劣化しゃすく、 書換保存性は高倍速で劣化しゃすい。 したがって、 本実施例においては、 5倍速 の記録保存性と 1 6倍速の書換保存性を、 グルーブ及ぴランドで評価した。
記録再生評価結果と信頼性評価結果を表に示す。 1 6倍速の結果を表 1 1に、 5倍速の結果を表 1 2に示す。 表中、 P pと P bの単位は mW、 記録保存性と書 換保存性は、 ジッタ値の増加が 2 %以下であれば〇、 2 %より大きく 3 %以下で あれば△、 3 %より大きく 1 0 %以下であれば X、 1 0 %以上であれば X Xで 示す。
Q
a. w
Φ
Figure imgf000072_0001
表 1 2
5倍 ij グループ記録 5倍速ランド、記録 媒体 記録層 103組成
o
¾ [ (GeTe) o g5(M1Te) 005] 8Bi2Te3 書換
P Pb Pp Pb 書換 保存性 保存性
10-1 [ (GeTe) Q 95 (LaTe; o 05] 8Bi2Te3 15.0 5。 & o 15.2 o
10-2 [ (GeTe) 095 (CeTe) 0.∞] 8Bi2Te3 15.0 5.7 o 15.2 5.8 o
10-3 16.0 6.2 o 16.3 6.4 o
10-4 [ (GeTe) 095 (SmTe) 005]8Bi2Te3 15.5 6.0 〇 15.7 6.2 〇
10-5 [ (GeTe) o 95 (GdTe) 005] 8Bi2Te3 14.5 5.5 o 14.7 5.7 o
10-6 [ (GeTe) 0.95 (TbTe) 005] 8Bi2Te3 14.7 5.6 o 14.9 5.7 o
10-7 [ (GeTe)。 ( DyTe)。。5] 8Bi2Te3 15.2 5.9 o 15.4 6.1 o 比較例 (GeTe)8Bi2Te3 17.0 5.5 X X 17.2 5.7 X X 表 1 1に示す様に、 1 6倍速の書換保存性は、 媒体番号 1 0— 1〜 7および比 較例でも良好であった。
また、 表 1 2に示す様に、 5倍速の記録保存性も媒体番号 1 0 — 1〜 7は良好 であった。 しかしながら、 比較例の M lを含まない記録層 1 0 3を用いると、 5 倍速の記録保存性においてジッタ増加が 1 0 %以上生じた。 このように、 M lを 含む、 [ (G e T e ) x (M 1 M 3 ) ト x] AM 2 2 +B T e 3材料を用いることに より、 5倍速の記録保存性と 1 6倍速の書換保存性の両立を図ることができた。
' (発明の効果）
本発明の情報記録媒体は、 記録層の結晶化温度が高く、 再生光に対する記録マ 一クの熱的安定性が良好で、 再生光劣化が抑制された高密度且つ高転送レートな 情報記録媒体である。
また、 本発明の情報記録媒体の製造方法によれば、 本発明の情報記録媒体を容 易に製造することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 光学的手段もしくは電気的手段によつて結晶相と非晶質相との間で可逆的な 相変化を起こす記録層を備えた情報記録媒体にぉレ、て、
前記記録層は少なくとも、 Geと、 Teと、 Ml (伹し、 MU S c, Y, L a , Ce， P r， N d, Sm, Gd， Tb, Dy， Ho, E r， Yb及び Luか ら選ばれる少なくとも一つの元素） と、 M2 (但し、 M2は Sb及ぴ B iから選 ばれる少なくとも一つの元素） と、 M3 (伹し、 M3は T e及び B iから選ばれ る少なくとも一つの元素） とを含むことを特徴とする情報記録媒体。
2. 前記記録層が少なくとも、 GeTeと、 M22Te3と、 M1M3 (但し、
M1M3は Mlと M3を略等しい割合で含む化合物) とを含み、 G e T e -Ml M3-M22Te 3で表されることを特徴とする請求項 1に記載の情報記録媒体。
3 · 前記記録層が、 GeTe _M lTe— S b2Te3, GeTe— M 1 B i _ S b 2T e 3, GeTe—Ml T e _B "T e 3および G e T e—Ml B i— B i 2T e 3から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項 1に記載 の情報記録媒体。
4. 前記 Mlが、 L a， Ce, Nd, Sm, G d, T bおよぴ D yから選ばれる 少なくとも一つであることを特徴とする請求項 1に記載の情報記録媒体。
5. 前記記録層において、 GeTeの一部が、 M1M3で置換され、 （GeTe -M1M3)-M22T e 3で表されることを特徴とする請求項 1に記載の情報記 録媒体。
6. 前記記録層が、 さらに M 2を含み、 Ge Te一 M 1M3一 M 22 T e 3— M 2で表されることを特徴とする請求項 2に記載の情報記録媒体。
7. 前記記録層が、 組成式GeaMlbM2(；M3bTe 100— a_2 b— cで表され、 且つ 5<a<50、 0 < b≤ 26, 0 < c≤ 52, b≤ aN および、 42<a +
2 b + cく 77、 （但し、 a、 b、 cは原子％) を満たすことを特徴とする請求 項 1に記載の情報記録媒体。
8. 前記記録層が、 [ (GeTe) x (M 1 M 3 ) AM22+BTe3で表さ れ、 且つ 2≤A≤60、 0≤B≤5、 および、 0. 5≤xく 1を満たすことを特 徴とする請求項 5に記載の情報記録媒体。
9. 前記記録層が、 [ (GeTe) x (M 1 T e ) χ_χ] ASb2+BTe3, [ (G e T e) x (M1 B i) x_x] ASb2+BTe3， [ (GeTe) x (M 1 T e ) ト J AB i 2+BTe3および [ (GeTe) x (M 1 B i) AB i 2+BTe3か ら選ばれる少なくとも一つで表されることを特徴とする請求項 8に記載の情報記 録媒体。
10. 前記記録層が、 9< a<50且つ 0<b≤12を満たすことを特徴とする 請求項 7に記載の情報記録媒体。
1 1. 前記 Xが、 0. 8≤ x < 1を満たすことを特徴とする請求項 8に記載の情 報記録媒体。
12. 基板上に、 少なくとも、 反射層、 第 2誘電体層、 前記記録層、 第 1誘電体 層がこの順に設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の情報記録媒体。
13. 基板上に、 少なくとも、 第 1誘電体層、 前記記録層、 第 2誘電体層、 反射 層がこの順に設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の情報記録媒体。
14. 界面層が、 前記記録層と前記第 2誘電体層との間または前記第 1誘電体層 と前記記録層との間の少なくともいずれ力一方に備えられていることを特徴とす る請求項 12または 13に記載の情報記録媒体。
15. 前記記録層と界面を接して、 核生成層が設けられていることを特徴とする 請求項 1に記載の情報記録媒体。
16. 前記核生成層の結晶構造が、 立方晶であることを特徴とする請求項 15に 記載の情報記録媒体。
17. 前記核生成層の材料が、 M1M3 (但し、 M1M3は M 1と M 3を略等し い割合で含む化合物) および S nT eおよび P b T eから選ばれる少なくとも一 ' つを含むことを特徴とする請求項 16に記載の情報記録媒体。
18. 前記核生成層の材料である M1M3が、 LaTe, C eTe， NdT e,
SmTe, G d T e , TbTe, DyTe, L a B i , C e B i, NdB i, S mB i， GdB i, Tb B iおよび Dy B iから選ばれる少なくとも一つを含む ことを特徴とする請求項 17に記載の情報記録媒体。
19. 少なくとも 2つの前記記録層を含むことを特徴とする請求項 1に記載の情 報記録媒体。 、
20. 相変化を起こす記録層を成膜する工程を少なくとも備えた情報記録媒体の 製造方法であって、
前記記録層を成膜する工程が、 Geと、 Teと、 Ml (伹し、 Mlは S c， Y, La, Ce, P r， Nd, Sm， G d, Tb， Dy, Ho, Er, 1)及ぴ 11 から選ばれる少なくとも一つの元素） と、 M2 (伹し、 M2は S b及び B iから 選ばれる少なくとも一つの元素） と、 M3 (伹し、 M3は T e及ぴ B iから選ば れる少なくとも一つの元素) とを含むスパッタリングターゲットを用いることを 特徴とする情報記録媒体の製造方法。
21. 前記スパッタリングタ一ゲットが少なくとも、 GeTeと、 M22Te3 と、 M1M3 (但し、 M1M3は Mlと M3を略等しい割合で含む化合物） と、 を含むことを特徴とする請求項 20に記載の情報記録媒体の製造方法。
22. 前記スパッタリングターゲットが、 さらに M 2を含み、 GeTe一 M 1 M
3—M 22 T e 3— M 2で表されることを特徴とする請求項 21に記載の情報記 録媒体の製造方法。
23. 前記スパッタリングターゲットを用いて、 G eの原子％が a、 M 1の原 子％が b、 M 2の原子％が c、 M 3の原子％が b、 T eの原子。 /。が 100— a— 2b— cで表され、 且つ、 5<a<50、 0 < b≤ 26N 0<c≤52、 b≤ a N および、 42< a + 2 b + c<77を満たす前記記録層を形成することを特徴と する請求項 20に記載の情報記録媒体の製造方法。
24. 前記スパッタリングターゲットを用いて、 [ (GeTe) x (M 1 M 3 ) i- J AM22+BT e 3で表され、 且つ 2 A 60、 0≤B≤ 5S および、 0. 5≤x< 1を満たす前記記録層を形成することを特徴とする請求項 21に記載の ' 情報記録媒体の製造方法。
25. 前記スパッタリングターゲットを用いて、 [ (GeTe) x (M 1 T e ) ι_χ] AS b 2+BT e 3, [ (GeTe) x (M 1 B i ) X_J ASb2+BTe 3， [ (GeTe) x (Ml T e) x_x] AB i 2+BT e 3および [ (GeTe) x (M 1 B i ) 卜 x] AB i 2+BT e 3から選ばれる少なくとも一つで表される前記記録 層を形成することを特徴とする請求項 24に記載の情報記録媒体の製造方法。
2 6 . 基板上に、 反射層、 第 2誘電体層、 前記記録層、 第 1誘電体層をこの順に 成膜する工程を少なくとも備えることを特徴とする請求項 2 0に記載の情報記録 媒体の製造方法。
2 7 . 基板上に、 第 1誘電体層、 前記記録層、 第 2誘電体層、 反射層をこの順に 成膜する工程を少なくとも備えることを特徴とする請求項 2 0に記載の情報記録 媒体の製造方法。
2 8 . 界面層を成膜する工程が、 前記記録層を成膜する工程と前記第 2誘電体層 を成膜する工程との間、 または、 前記第 1誘電体層を成膜する工程と前記記録層 を成膜する工程との間、 のいずれか一方に備えられていることを特徴とする請求 項 2 6または 2 7に記載の情報記録媒体の製造方法。
2 9 . 前記記録層を成膜する工程の前工程または後工程に、 核生成層を成膜する 工程を少なくとも備え、
前記核生成層を成膜する工程において、 M 1 M 3 (但し、 M 1 M 3は M lと M
3を略等しい割合で含む化合物) および S n T eおよび P b T eから選ばれる少 なくとも一つを含む前記核生成層を形成することを特徴とする請求項 2 0に記載 の情報記録媒体の製造方法。
3 0 . 前記記録層を成膜する工程を少なくとも 2工程備えた請求項 2 0に記載の 情報記録媒体の製造方法。
3 1 . 前記記録層を成膜する工程は、 アルゴンガスもしくはタリブトンガスを用 いるか、 または、 アルゴンガスもしくはクリプトンガスと、 窒素ガスもしくは酸 素ガスのうち少なくともいずれか一方を含む混合ガスを用いることを特徴とする 請求項 2 0に記載の情報記録媒体の製造方法。
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